ITU-R P 845-3 FRENCH-1997 HF FIELD-STRENGTH MEASUREMENT《高频(HF)场强测量》.pdf

1、Rec. UIT-R P.845-3 1RECOMMANDATION UIT-R P.845-3MESURE DU CHAMP DES ONDES DCAMTRIQUES(Question UIT-R 223/3)(1992-1994-1995-1997)Rec. UIT-R P.845-3LAssemble des radiocommunications de lUIT,considranta) que, pour dterminer la prcision des mthodes de prvision du champ des ondes dcamtriques, il estncess

2、aire de comparer les valeurs prvues du champ avec des mesures de champ suffisamment prcises;b) que, par consquent, des mesures prcises du champ des ondes dcamtriques savrent indispensables pourassurer une utilisation efficace du spectre des ondes dcamtriques,recommande1 que des mesures du champ des

3、ondes dcamtriques effectues conformment aux indications donnes lAnnexe 1 soient poursuivies systmatiquement en divers emplacements dans le monde;2 que, dans la mesure du possible, les mesures soient effectues selon la mthode normalise expose danslAnnexe 2;3 que les donnes de champ drives de ces mesu

4、res soient transmises au Directeur du Bureau desradiocommunications (BR) en vue de la constitution dune base de donnes qui contienne des donnes de champcohrentes.ANNEXE 1Mesure du champ de londe ionosphriqueaux frquences suprieures 1,6 MHz1 IntroductionLa mesure du champ de londe ionosphrique, si el

5、le est effectue dans des conditions soigneusement respectes, estprcieuse lorsquil sagit de dterminer la prcision des mthodes dvaluation du champ et de laffaiblissement detransmission. Elle peut galement fournir une indication des sources derreur dont risquent dtre entaches les mthodesde prvision exi

6、stantes et peut donc, ou contribuer amliorer ces mthodes, ou servir de base pour llaboration denouvelles mthodes. Thoriquement, on doit systmatiquement faire des mesures dans le plus grand nombre deconditions possibles, sur une srie de frquences et sur des trajets de diverses longueurs dans toutes l

7、es parties dumonde. On a galement besoin de rsultats de mesure pour chaque heure du jour, pour chacune des saisons et pourdiffrentes phases du cycle solaire.Il est reconnu que les occasions de faire des mesures sur des circuits particuliers ne se prsentent souvent que de faonfortuite, du fait que le

8、s horaires dmission et les caractristiques des systmes, comme par exemple le choix desantennes, sont imposs par des questions dexploitation; ces mesures peuvent nanmoins fournir des rsultats utiles. Il estcependant vident que les donnes prsentent le maximum dintrt lorsque les mesures sont effectues

9、dans desconditions normalises et que leurs rsultats sont analyss et tabuls selon des procdures uniformes. Cette Annexeexpose les critres quil est souhaitable de respecter dans la mesure o dautres contraintes le permettent.2 Rec. UIT-R P.845-32 Choix des circuits et des priodes dexploitationOn a beso

10、in de rassembler des donnes relatives au champ qui se rapportent des circuits de diverses longueurs situsdans toutes les rgions du globe. Il convient de faire des enregistrements dune mission donne pendant le plus grandnombre dheures possible chaque jour. Lobjectif devrait tre dobtenir les mdianes e

11、t autres percentiles de ladistribution dun jour lautre de lintensit du signal pour tous les jours du mois. Lorsquil nest pas possible deffectuerdes mesures chaque jour, les estimations de ces valeurs sont entaches dune certaine incertitude. Dans lhypothse duneloi log-normale de variation avec un car

12、t en dciles par rapport la mdiane de D (dB), lerreur type E de la mdianefonde sur un chantillon de N jours dans un mois de 30 jours (voir la Fig. 1) est:E = D1,281N 130dB (1)0845-0115105010 20 301D = 20 dB15105E(dB)FIGURE 1Erreur type dans la mdiane mensuelle (E)en fonction du nombre de jours chanti

13、llonns (N) pourdiffrents carts en dciles par rapport la mdiane (D)NFIGURE 1/PI.845-1 D01 = 10 cmIl est clair que lerreur type augmente mesure que le nombre de jours denregistrement diminue. Bien quon nait pasdtermin la taille dchantillon au-dessous de laquelle se produit une augmentation brusque de

14、lerreur, en rglegnrale, il faut effectuer 10 mesures ou davantage pour calculer les mdianes, 14 pour les quartiles et 18 pour lesdciles.On na pas souvent la possibilit pratique de se lancer dans une campagne de mesures qui stende sur une portionapprciable du cycle solaire; cependant, pour faciliter

15、linterprtation des rsultats et pour que ceux-ci soientstatistiquement significatifs, il faut que les mesures portent sur une dure dau moins un an sur une frquence fixedonne. Il y a des avantages particuliers essayer denregistrer les signaux simultanment sur une srie de frquencesdiffrentes pour un mm

16、e trajet, la fois pour faciliter la comprhension des effets de propagation et pour permettredobtenir des donnes quantitatives, la nuit, lorsque les MUF sont basses, aussi bien que le jour, lorsque les frquencesinfrieures subissent une forte absorption, de sorte que les signaux sont masqus par le bru

17、it de fond.3 Lmetteur et lantenne dmissionLmission dont on mesurera le champ doit pouvoir tre identifie sans ambigut, afin dtre sr denregistrer lmissiondsire, et non un signal transmis dans la mme voie ou dans une voie adjacente, ou un bruit parasite. Il est souhaitableque les signaux soient interro

18、mpus priodiquement, par exemple 5 min par heure, la fois pour faciliter lidentificationde lmetteur et pour dterminer les niveaux de bruit de fond reus en vue de confirmer labsence de contaminationRec. UIT-R P.845-3 3notable du signal. Lmetteur devrait fonctionner de prfrence 24 h par jour. La stabil

19、it de sa frquence et de lapuissance quil rayonne sont des conditions fondamentales, et ces deux caractristiques doivent tre connues avecprcision. Pour la rception sur des liaisons de courte longueur, la puissance rayonne devrait tre dau moins 1 kW;pour les distances moyennes ou longues, elle devrait

20、 tre dau moins 10 kW. Si lmetteur utilis est un metteur spcial,il fonctionnera normalement en ondes entretenues, mais pourra aussi tre utilis en rgime dimpulsions afin de pouvoirtudier les caractristiques des divers modes de propagation. Si lmetteur utilis est un poste du commerce mettant dessignaux

21、 moduls, il importe que le type de modulation reste le mme et que la valeur moyenne du taux de modulation nevarie pas. Les missions bande troite (au maximum 1 kHz environ) se prtent le mieux lenregistrement; il en va demme dune composante bande troite dun signal composite. Les signaux bande plus lar

22、ge risquent dtre contaminspar un brouilleur. Des missions de frquences talon ont t employes autrefois, mais, dans de nombreux sites derception, il y a aujourdhui de srieux brouillages dus aux divers metteurs qui mettent sur la mme frquence. On peutnanmoins viter ces brouillages dans une certaine mes

23、ure en utilisant un rcepteur bande troite capable de sparer lesdiverses audiofrquences de modulation de chacun des metteurs travaillant dans la mme voie. Les metteurs desservices radiotlphoniques ou radiotlgraphiques entre points fixes prsentent deux avantages: ils fonctionnent dansdes canaux relati

24、vement exempts de brouillages et lon connat gnralement leurs vacations de manire dtaille; enrevanche, ils emploient souvent des antennes gain lev, ce qui est plutt un inconvnient.Parmi les metteurs adquats rpondant presque tous les critres numrs ci-dessus, il convient de citer les metteursde cartes

25、mtorologiques synoptiques (FAX) utilisant la modulation par dplacement de frquences ( 400 Hz). Du faitque les positions dun certain nombre de rcepteurs ( bord de navires) ne sont pas connues, ces metteurs utilisent desantennes quidirectives et mettent, pour la plupart, 24 h sur 24. Les systmes de rc

26、eption doivent tre trs sensibles, enparticulier lorsque les enregistrements sont effectus pour des trajets trs longs.Un examen de la Liste internationale des frquences que tient jour le BR peut rendre de grands services lorsquil sagitde choisir des metteurs adquats; dans la plupart des cas, elle don

27、ne des renseignements sur la puissance rayonne, surle type de modulation et sur lhoraire dexploitation, parfois sur lantenne et sur son orientation. La Liste internationaledes frquences est galement utile en ce quelle indique les metteurs, fonctionnant dans la mme voie ou dans une voieadjacente, don

28、t il faut tenir compte pour valuer les probabilits de brouillage. Cependant, avant de se lancer dans unprogramme de mesures systmatiques ds que lon a dcouvert, comme il vient dtre dit, un metteur qui sy prteprobablement, il est recommand de commencer par faire une srie de mesures de contrle diffrent

29、es heures pendantenviron un mois, afin de dterminer lordre de grandeur des champs que lon rencontrera, les priodes de la journependant lesquelles le signal peut tre reu ainsi que les niveaux de brouillage. Ensuite, on se mettra en relation aveclorganisme qui exploite lmetteur dont il sagit afin de v

30、rifier les inscriptions de la Liste internationale des frquenceset de se procurer les renseignements supplmentaires dont on peut avoir besoin (par exemple: type dantenne, propritsdu sol, etc.). A cette occasion, on devra vrifier que la puissance rayonne est bien maintenue constante, que cest bien la

31、mme antenne qui est utilise le jour et la nuit, enfin que lmetteur ne fait pas partie dun rseau dmetteursfonctionnant sur la mme frquence partir demplacements gographiques diffrents ce qui est un mode dexploitationutilis par certains pays pour le service de radiodiffusion en ondes dcamtriques. Il im

32、porte encore de se faire confirmerque lmetteur restera bien en service pendant toute la priode durant laquelle on a lintention de faire des mesures. Cenest quensuite que lon pourra prendre la dcision de procder lenregistrement systmatique des missions. Il seraitsouhaitable dtre inform en dtail sur l

33、es incidents de fonctionnement de lmetteur et notamment davoir connaissancede tout dfaut ou de toute modification temporaire dune caractristique technique susceptible davoir des rpercussionssur les mesures de champ; mais il est rare que lon puisse se procurer ces renseignements et que lon puisse grc

34、e euxappliquer a posteriori des corrections aux rsultats. Aussi convient-il ds le dbut dviter de choisir des metteursconnus pour les fluctuations de leurs caractristiques.Pour quun metteur se prte des mesures de champ, il faut que les caractristiques de son antenne soient connues avecprcision. Les m

35、etteurs associs des antennes peu directives prsentent des avantages sur ceux dont les antennes sonttrs directives: le diagramme de rayonnement rel est alors gnralement plus voisin du diagramme de rayonnementthorique; les champs crs, au lieu de rception, par des ondes propages selon des modes diffren

36、ts sont dterminsprincipalement par les effets de la propagation; on peut enfin aboutir des conclusions valables moyennant unehypothse unique sur le gain de lantenne dmission faute dune connaissance des directions dmission des ondes.Malheureusement, on utilise rarement des antennes faible gain pour l

37、es applications courantes: la plupart des liaisons ondes dcamtriques entre points terrestres fixes se font avec des antennes en losange ou log-priodiques gain lev;en radiodiffusion par onde ionosphrique, on trouve gnralement des rseaux de doublets horizontaux, dont leffetdirectif est lui aussi lev.

38、Il y a cependant une exception: celle des metteurs de signaux horaires, dont le but estdassurer une couverture tous azimuts au moyen de doublets demi-onde verticaux. De telles missions conviennentparticulirement bien pour les enregistrements concerns. Le diagramme de directivit dun doublet vertical

39、peut treestim de faon assez prcise, sauf toutefois aux faibles angles dlvation, lorsque les constantes du sol ont sur le champune influence prdominante. Cependant, mme pour ces faibles angles dlvation, le comportement de lantenne estconnu de faon plus prcise que pour la plupart des autres types dant

40、enne. Mais si aucun metteur de ce genre nest situdune manire telle quil se prte bien aux mesures, on devra, avant de contrler les missions provenant dune antennedirective, vrifier que le trajet du grand cercle aboutissant au rcepteur nimplique pas la rception de signaux provenant4 Rec. UIT-R P.845-3

41、dun lobe latral. Si la mesure se fait aprs une propagation moyenne ou grande distance, lidal serait que lediagramme de directivit vertical de lantenne pour des angles dlvation infrieurs 20 se rapproche de celui duneantenne verticale courte situe au-dessus dun sol moyen (voir la Fig. 2a).Quand lmette

42、ur choisi pour les mesures est un metteur spcial, on doit de prfrence utiliser une antenne verticalecourte. On peut encore, pour les faibles distances, utiliser un doublet horizontal orient de manire que son rayonnementtransversal se fasse dans la direction du grand cercle. Pour les plus grandes por

43、tes, qui correspondent de faibles anglesdlvation, les deux composantes de londe ionosphrique (onde directe et onde rflchie par le sol) sannulent presquelune lautre; les antennes horizontales sont donc fort peu efficaces ( moins dtre installes une grande hauteur) et ilconvient de les viter.Pour dterm

44、iner le gain dune antenne dmission comme dailleurs celui dune antenne de rception le mieux est deprocder des mesures du champ son voisinage mais une distance grande par rapport la longueur donde.Toutefois, il faut reconnatre que ces mesures sont rarement incluses dans le programme normal de travail

45、duneinstallation dmission et que lon ne peut gnralement pas les faire en un endroit loign autrement que sous le contrlede lorganisme responsable de la rception. En consquence, on doit dordinaire calculer le gain de lantenne dmissionen se fondant sur des relations thoriques faisant intervenir ce que

46、lon sait de la gomtrie de lantenne et sur certaineshypothses relatives la nature du terrain.4 Lantenne de rception, le rcepteur et les techniques denregistrementLes mthodes de prvision du champ actuellement en vigueur ne tiennent pas compte des dformations du champprovoques par certaines particulari

47、ts de lemplacement de rception, telles que les ondulations du terrain et lesobstacles que constituent les btiments, la vgtation ou encore les antennes voisines qui se comportent comme dessources de rayonnement secondaire; il est donc important dinstaller lantenne de rception de manire que ces effetssoient rduits au minimum. La pente du terrain, en de dune distance gale cinq longueurs donde, ne doit pasdpasser 2 et il ne doit exister aucun obstacle qui, du centre de lantenne, soit vu, dans le plan horizontal, sous un a