1、Rec. UIT-R BO.1212 1RECOMMANDATION UIT-R BO.1212*Calcul du brouillage total entre rseaux satellites gostationnairesdans le service de radiodiffusion par satellite(1995)LAssemble des radiocommunications de lUIT,considranta) que le succs de la mise en oeuvre de systmes satellites dans les plans du ser
2、vice deradiodiffusion par satellite selon la Confrence administrative mondiale des radiocommunicationspour la radiodiffusion par satellite (Genve, 1977) (CAMR RS-77) et la Confrence administrativemondiale des radiocommunications sur lutilisation de lorbite des satellites gostationnaires et laplanifi
3、cation des services spatiaux utilisant cette orbite (Genve, 1985) (CAMR-ORB-85) dpenddun calcul prcis du brouillage mutuel entre rseaux satellites;b) que les rseaux satellites gostationnaires utiliss dans le service de radiodiffusion parsatellite (SRS) exploitent les mmes bandes de frquences;c) que
4、le brouillage entre rseaux du SRS contribue au niveau de bruit de ces rseaux;d) quil est ncessaire de protger chaque rseau du SRS contre le brouillage d dautresrseaux source;e) que laugmentation de loccupation de lorbite ncessite le calcul dtaill du brouillagemutuel entre rseaux satellites, et impli
5、que la dtermination de valeurs plus prcises dediscrimination de polarisation afin de tenir compte de lemploi de polarisations identiques oudiffrentes par les systmes utiles et brouilleurs;recommande1 que, pour calculer le brouillage total entre deux rseaux satellites donns, lon utilise lamthodedcrit
6、edanslAnnexe1.ANNEXE 1Calcul du brouillage totalLorsquon value la puissance produite en un point donn par un seul satellite (liaison descendante)ou en une position de satellite donne par un metteur de station terrienne (liaison montante), onpeut recourir la notion de gain quivalent pour chaque liais
7、on partielle._*La Commission dtudes 6 des radiocommunications a apport des modifications rdactionnelles cetteRecommandation en 2001 conformment aux dispositions de la Rsolution UIT-R 44.2 Rec. UIT-R BO.1212Dans chaque liaison partielle, il y a deux antennes, qui ont lune et lautre des caractristique
8、sdmission et de rception copolaires et contrapolaires. En outre, les effets de propagationatmosphrique, reprsents principalement par laffaiblissement copolaire et par la discriminationcontrapolaire, influent sur le niveau net du signal.Le gain quivalent (en tant que rapport de puissances) pour une l
9、iaison partielle peut tre reprsentpar lapproximation suivante:() XAGGXAGGAGGAGGGXAGGXAGGAGGAGGGGGGrctcrptprptcrctprptcrctprctcrptp+=+=+=2212221sincos(1)o: pour une polarisation rectiligne, angle dalignement relatif entre le plan depolarisation du signal reu et le plan de polarisation de lantenne de
10、rception;pour une polarisation circulaire, on part du principe que la valeur=0 correspond une mission et une rception copolarises tandis que lavaleur =90 correspond une mission et une rception mutuellementcontrapolarises;en cas de polarisations diffrentes (par exemple, une antenne de rception design
11、aux utiles polarisation rectiligne et une mission de brouillage polarisation circulaire, ou inversement), =45Gtp: caractristique de gain copolaire de lantenne dmission, exprime sous formede rapport de puissances (voir la Recommandation UIT-R BO.652)Gtc: caractristique de gain contrapolaire de lanten
12、ne dmission, exprime sousforme de rapport de puissancesGrp: caractristique de gain copolaire de lantenne de rception, exprime sousforme de rapport de puissances (voir la Recommandation UIT-R BO.652)Grc:caractristique de gain contrapolaire de lantenne de rception, exprime sousforme de rapport de puis
13、sancesA : affaiblissement copolaire sur la liaison partielle brouilleuse (en tant que rapportde puissances 1)X : discrimination contrapolaire sur la liaison partielle brouilleuse (en tant querapport de puissances 1)X =605pour10)log10(log20)(coslog40log301,0sAfso:f : frquence (GHz)s: angle dlvation d
14、u satellite, vu depuis la station terrienne (degrs).Pour s 60, prendre s= 60 pour calculer la valeur de X.(Voir lAppendice 1 pour le calcul de langle dalignement relatif, .)Dans lexpression de G1, on part de lhypothse de laddition en puissance des deux termes. Aproximit de laxe principal de lmission
15、 utile, laddition en tension des deux premiers termes estpeut-tre plus indique en raison de lalignement de phase; tandis que, hors de cet axe, les effetsalatoires justifient une addition en puissance. Puisque toutefois le second terme est insignifiant Rec. UIT-R BO.1212 3proximit de cet axe, lhypoth
16、se de laddition en puissance ne compromet pas lapproximation. Ladpolarisation atmosphrique est un effet alatoire, ce qui explique que les deux derniers termessont additionns en puissance.Dans lexpression de G2, on part de lhypothse de laddition en tension des deux premiers termespuisque, proximit de
17、 laxe, nimporte quel terme peut tre le plus important et que lalignement enphase de ces termes justifierait leur addition en tension. En dehors de cet axe principal, les 3eet 4etermes deviennent les plus importants, de sorte que si la somme des puissances des deux premierstermes est justifie dans ce
18、tte rgion, comme cest le cas pour G1,lavaliditdumodleconsidrnest pas exagrment compromise lorsquon applique laddition en tension dans toutes les rgions.Etant donn que le passage de laddition en tension proximit de laxe laddition en puissance endehors de laxe est mal dfini, les expressions susmention
19、nes sembleraient offrir, la lumire desarguments avancs, un compromis raisonnable entre la prcision et la simplicit.Si lon applique la notion de gain quivalent, la puissance de la porteuse utile, C,oulapuissancebrouilleuse dune seule source de brouillage sur chaque liaison partielle, I, est donne sim
20、plementpar la relation suivante:dBW)ou( GLLPICCAFST+= (2)o:PT: puissance utile (brouilleuse) de lantenne dmission (dBW)LFS: affaiblissement despace libre sur la liaison utile (brouilleuse) (dB)LCA: absorption par atmosphre claire sur la liaison utile (brouilleuse) (dB)G: gain quivalent de la liaison
21、 utile (brouilleuse) (dB).La puissance globale de brouillage est obtenue par addition des puissances ainsi calcules pourtoutes les sources de brouillage. Le rapport de la puissance du signal utile la puissance globale debrouillage est gal au rapport porteuse sur brouillage global C/I sur la liaison
22、descendante. Lapuissance globale de brouillage de la liaison montante et le rapport C/I sobtiennent de la mmemanire et les deux valeurs globales de C/I sont alors combines pour donner le rapport globalde C/I.Si le rapport puissance de porteuse utile sur puissance de signal brouilleur lorsque ces deu
23、xpuissances sont calcules laide de lquation (2) doit tre valu pour le cas le moins favorable,il est ncessaire de tenir compte de paramtres tels que les tolrances sur le maintien en position dusatellite, les erreurs de pointage de lantenne du satellite et les conditions de propagation. Pourlerreur su
24、r le maintien en position et lerreur de pointage des antennes dmission des satellites, ilconvient de prendre en considration les valeurs qui donnent le niveau minimal pour le signal utilereu et le niveau maximal pour le signal reu du satellite brouilleur. Lorsque le satellite brouilleurest vu sous u
25、n angle dlvation infrieur celui du satellite utile, les conditions de brouillage lesmoins favorables se prsentent le plus souvent par atmosphre claire. Inversement, si langledlvation du satellite brouilleur est le plus grand, ces conditions de brouillage se prsententgnralement par forte pluie.4 Rec.
26、 UIT-R BO.1212APPENDICE 1 LANNEXE 1Calcul de langle dalignement relatif pour une polarisation rectiligneLe prsent Appendice dfinit langle de polarisation dune onde radiolectrique polarisationrectiligne. Il dcrit la mthode de calcul des angles de polarisation et des angles dalignement relatifpour les
27、 cas de brouillage sur liaison descendante comme sur liaison de connexion. Le calcul desangles dalignement relatif est ncessaire pour dterminer le gain quivalent conformment lquation (1).1 Dfinition des composantes principale et contrapolaire dune onderadiolectrique polarisation rectiligneEn gnral,
28、la polarisation dune onde de rayonnement lectromagntique dans une direction donneest dfinie comme tant la courbe trace par le vecteur de champ lectrique instantan, un endroitdonn et une frquence donne, dans un plan perpendiculaire la direction de propagation,observe dans le sens de cette propagation
29、. Lorsque la direction nest pas indique, on considre quela polarisation est celle de la direction gain maximal. En pratique, la polarisation de lnergierayonne varie selon langle dazimut par rapport au centre de lantenne, de sorte que diffrentssecteurs du diagramme de rayonnement peuvent avoir des po
30、larisations diffrentes. Lespolarisations peuvent tre de type rectiligne, circulaire ou elliptique. Si le vecteur qui dcrit enfonction du temps le champ lectrique en un point de lespace est toujours orient selon une droite,on considre que le champ est polarisation rectiligne. Dans le cas le plus gnra
31、l, la courbe tracepar le champ lectrique est une ellipse et on considre alors que le champ est polarisationelliptique. Les polarisations rectiligne et circulaire sont des cas particuliers de la polarisationelliptique, lorsque lellipse devient une ligne droite ou un cercle, selon le cas. Pour les cal
32、culs debrouillage, on tudiera plutt la polarisation du diagramme de champ lointain de lantenne, o lacomposante de champ lectrique dans la direction de propagation est ngligeable, ce qui permet derduire le vecteur de champ lectrique net la rsultante de deux composantes orthogonales(variables dans le
33、temps) situes dans un plan normal celui de la direction de propagation radiale partir du point dmission. Dans le cas dune polarisation rectiligne, les directions de rfrence deces composantes orthogonales doivent dabord tre dfinies, avant que lon puisse dterminer unangle de polarisation. Une de ces d
34、irections de rfrence est appele direction de la composanteprincipale de polarisation, tandis que la direction de rfrence orthogonale la prcdente estappele direction de la composante contrapolaire. Aussi tonnant que cela puisse paratre, il nexistepas de dfinition universellement accepte pour ces dire
35、ctions de rfrence. Quelques variantes dedfinition des directions de composante principale et de composante contrapolaire sont exposesdans larticle de M. Arthur C. Ludwig: The Definition of Cross Polarization (La dfinition de lacontrapolarisation) paru en janvier 1973 dans ltude de lIEEE intitule Tra
36、nsactions on Antennasand Propagation (Travaux sur les antennes et la propagation). Dans son article, Ludwig calcule desexpressions pour les vecteurs units de trois dfinitions de la polarisation, rapportes undiagramme de rayonnement systme de coordonnes sphriques, habituellement adopt pour lesmesures
37、 dantenne. On trouvera ci-dessous une brve description de ces trois dfinitions. Dans leprsent Appendice, le vecteur unit upreprsente la direction de rfrence pour la composanteprincipale de polarisation du vecteur champ lectrique, tandis que ucreprsente la direction derfrencedelacomposantecontrapolai
38、re.Ilestutiledepasserdabordenrevuelestransformationsvectorielles entre systmes de coordonnes rectangulaires, cylindriques et sphriques.Rec. UIT-R BO.1212 51.1 Transformations vectorielles entre systmes de coordonnes rectangulaires,cylindriques et sphriquesLa Fig. 1 montre les trois systmes de coordo
39、nnes et leurs vecteurs units associs. La matrice detransformation des composantes rectangulaires (Ax, Ay, Az) dun vecteur A en composantescylindriques (A, A, Az) est la suivante:=1000cossin0sincosrcM (3)La matrice de transformation des composantes cylindriques (A, A, Az) dun vecteur A encomposantes
40、sphriques (Ar, A, A)estlasuivante:=010sin0coscos0sincsM (4)La matrice de transformation des composantes rectangulaires (Ax, Ay, Az) dun vecteur A encomposantes sphriques (Ar, A, A) est donc la suivante:=0cossinsinsincoscoscoscossinsincossinrccsrsMMM (5)Ce qui donne, en termes de composantes:=zyxrAAA
41、AAA0cossinsinsincoscoscoscossinsincossin(6)Etant donn que cette matrice est orthogonale, la matrice de transformation des composantessphriques (Ar, A, A) en composantes rectangulaires (Ax, Ay, Az) est simplement la matricetranspose suivante:=0sincoscossincossinsinsincoscoscossinsrM (7)de telle sorte
42、 que:=AAAAAArzyx0sincoscossincossinsinsincoscoscossin(8)6 Rec. UIT-R BO.1212Les vecteurs units ur, uet udu systme de coordonnes sphriques sont reprsentsconformment ces coordonnes:=100010001uuur(9)=0cossinsinsincoscoscoscossinsincossinuuur(10)en coordonnes rectangulaires.1.2 Variantes de dfinition de
43、s directions de rfrence de la composante principale depolarisation et de la composante contrapolaireLudwig dcrit 3 dfinitions de la polarisation en calculant les vecteurs units irefet icross(que nousavons renomms upet uc), de sorte que le produit scalaire de ces vecteurs units par le vecteurchamp le
44、ctrique E (t, , ) dans une certaine direction (, ) du diagramme de rayonnement enchamp lointain de lantenne dfinit respectivement la composante principale et la composantecontrapolaire de cette direction. Dans la direction spcifie par les angles des coordonnessphriques (, ), les composantes principa
45、le et contrapolaire du vecteur champ lectrique serontdonc donnes par:cpuu),(),( EE =cpEE (11)(A noter quen gnral les vecteurs E , upet ucvarieront eux-mmes avec les angles et .)La Fig. 2 illustre les diagrammes de polarisation correspondant ces trois dfinitions lorsquelantenne rayonne en polarisatio
46、n horizontale dans laxe de son faisceau principal.Dans la premire dfinition, le vecteur unit de rfrence upest simplement considr comme tantun des vecteurs units de la base rectangulaire du systme de coordonnes du diagramme derayonnement, tandis que le vecteur ucest un autre de ces vecteurs units de
47、base rectangulaire.Nous pouvons par exemple dfinir:acapxuyu = (12)o yaet xasont des vecteurs units dans les sens positifs y et x.A partir des matrices de transformation ci-dessus, les composantes en coordonnes sphriques deces vecteurs units seront donnes par la relation:+= uuuyurap.cos.sin.cos.sin.sin (13)+= uuuxurac.sin.cos.cos.cos.sin (1
