1、 Rec. UIT-R M.1372-1 1 RECOMENDACIN UIT-R M.1372-1*Utilizacin eficaz del espectro radioelctrico por las estaciones de radar del servicio de radiodeterminacin (Cuestiones UIT-R 35/8 y UIT-R 216/8) (1998-2003) Resumen Esta Recomendacin seala algunos de los mtodos que pueden utilizarse para mejorar la
2、compatibilidad entre los sistemas de radar que funcionan en las bandas de radiodeterminacin. Se consideran varias tcnicas de supresin de la interferencia tras la deteccin por el receptor, actualmente utilizadas en los radares de radionavegacin, radiolocalizacin y meteorolgicos, as como las solucione
3、s de compromiso correspondientes (limitaciones) a las que debe llegarse en cuanto a calidad de funcionamiento del sistema al utilizar las tcnicas de supresin de la interferencia. La Asamblea de Radiocomunicaciones de la UIT, considerando a) que el espectro radioelctrico disponible para el servicio d
4、e radiodeterminacin es limitado; b) que el servicio de radiodeterminacin proporciona funciones esenciales; c) que las caractersticas de propagacin y de deteccin del blanco para llevar a cabo estas funciones son ptimas en ciertas bandas de frecuencias; d) que el ancho de banda necesaria de las emisio
5、nes procedentes de las estaciones de radar del servicio de radiodeterminacin es muy amplia comparada con la de las emisiones procedentes de estaciones de otros muchos servicios; e) que puede lograrse una utilizacin eficaz del espectro de frecuencias radioelctricas por parte de las estaciones de rada
6、r del servicio de radiodeterminacin reduciendo las emisiones no deseadas del transmisor y utilizando tcnicas de supresin de la interferencia; f) que los mtodos para reducir las emisiones no esenciales de las estaciones de radar que funcionan en las bandas de 3 GHz y 5 GHz se tienen en cuenta en la R
7、eco-mendacin UIT-R M.1314; g) que el ciclo de trabajo reducido de los sistemas de radar admite el empleo de tcnicas de supresin de la interferencia para permitir a las estaciones de radar prximas la utilizacin de la misma frecuencia, recomienda 1 que para mejorar la utilizacin eficaz del espectro po
8、r el servicio de radiodeterminacin, en las estaciones de radar se considere la utilizacin de tcnicas de supresin de la interferencia tales como las que figuran en el Anexo 1, sin limitarse solamente a esas tcnicas. *Esta Recomendacin debe sealarse a la atencin de la Organizacin Martima Internacional
9、 (OMI), la Organizacin de Aviacin Civil Internacional (OACI), el Comit Internacional Radiomartimo (CIRM) y la Organizacin Meteorolgica Mundial (OMM). 2 Rec. UIT-R M.1372-1 Anexo 1 Tcnicas de supresin de la interferencia 1 Introduccin A medida que la demanda de espectro para las bandas de radiodeterm
10、inacin aumente, los nuevos sistemas de radar debern utilizar el espectro de manera cada vez ms eficaz. Habr zonas en el mundo donde los sistemas de radiodeterminacin debern funcionar en entornos de alta densidad de impulsos. Por consiguiente, muchos sistemas de radar pueden verse sometidos a la inte
11、rferencia impulsiva a la hora de realizar sus funciones. La incorporacin de circuitos para la supresin de la interferencia o de un programa informtico que se encargue de esta labor en el diseo de los nuevos sistemas de radar asegurar que se satisfacen los requisitos de calidad de funcionamiento del
12、sistema en el tipo de entorno de interferencia impulsiva previsto. Las tcnicas de supresin de la interferencia se clasifican generalmente en tres categoras: transmisor, antena y receptor. Las tcnicas de supresin de la interferencia en el receptor son las ms ampliamente utilizadas y se dividen en tcn
13、icas de predeteccin, deteccin y postdeteccin. A continuacin se examinan brevemente varias tcnicas de supresin de la interferencia utilizadas actualmente en los radares de radionavegacin, radiolocalizacin y meteorolgicos. Tambin se consideran las soluciones de compromiso (limitaciones) a las que ha h
14、abido que llegar con respecto a la calidad de funcionamiento del sistema en muchas de las tcnicas de supresin de la interferencia. 2 Supresin de exploracin del haz de la antena Las interacciones entre dos radares de tipos diferentes casi siempre origina asincronismo entre la exploracin de los dos ha
15、ces de la antena. En consecuencia, las situaciones que normalmente son problemticas estn limitadas a: lbulo lateral/lbulo posterior del radar a lbulo lateral/lbulo posterior de radar; haz principal del radar a lbulo lateral/lbulo posterior de radar; lbulo lateral/lbulo posterior del radar a haz prin
16、cipal de radar. Los niveles de lbulo lateral y de lbulo posterior de la antena son determinados en general por el tipo de antena del radar (por ejemplo, reflector, elementos de antena con ranura, o elementos en fase distribuidos). Las antenas de tipo reflector suelen tener niveles promedio de lbulo
17、lateral de antena de 10 dBi. En consecuencia, el acoplamiento de lbulo posterior a lbulo posterior suele ser 70 a 80 dB ms dbil que el acoplamiento de haz principal a haz principal. Las antenas con elementos de ranuras y las antenas con elementos en fase distribuidos pueden lograr niveles de lbulo p
18、osterior de aproximadamente 30 a 40 dBi resultantes en un acoplamiento de lbulo posterior a lbulo posterior de 90 a 120 dB generalmente ms dbil que el acoplamiento de haz principal a haz principal. La potencia acoplada entre dos radares (radar 1 y radar 2) es proporcional a la suma de la ganancia de
19、 la antena del radar 1 en la direccin del radar 2 y la ganancia de la antena del radar 2 en la direccin del radar 1. La suma de las dos ganancias de antena (G1(dBi) + G2(dBi) se denomina corrientemente como ganancia mutua de antena. A medida que las dos antenas rotan, la ganancia mutua flucta rpidam
20、ente en grandes magnitudes. Como las rotaciones de las dos antenas de los radares son asncronas, es decir, como sus velocidades de rotacin no estn relacionadas racionalmente, un punto cualquiera en cada diagrama de antena de uno de los radares est en la Rec. UIT-R M.1372-1 3 direccin del otro radar
21、que se desplaza progresivamente a travs de cada punto en el diagrama del otro radar. A la larga, la cresta de lbulo principal de cada antena apuntar hacia el otro radar al mismo tiempo. Sin embargo, ese evento ser sumamente raro y momentneo. La gran parte del tiempo, la iluminacin de cada radar por
22、el haz principal del otro radar ocurrir cuando el otro radar ilumina al primero en su lbulo lateral dbil. ste es especialmente el caso de los radares tridimensionales, que utilizan haces puntuales explorando en elevacin y en acimut, interactan con radares bidimensionales, que casi siempre exploran i
23、nvariablemente slo en acimut. De este modo, los haces puntuales de los radares tridimensionales normalmente emplean gran parte del tiempo buscando regiones por encima del horizonte, donde no pueden ser afectados con los radares de radionavegacin basados en la superficie. Adems, algunos radares tridi
24、mensionales utilizan a menudo orientacin y exploracin electrnicas en diagramas deliberadamente pseudoaleatorios o diagramas que son casi aleatorios porque se adaptan al entorno de los objetivos. En tales casos, el haz principal de los radares tridimensionales revisitan el sentido de radares bidimens
25、ionales solamente a intervalos regulares en vez de peridicamente. El hecho de que los haces principales de todos los radares sean estrechos hace que la fraccin de tiempo durante la cual prevalecen las conjunciones de haz principal a haz principal sea extremadamente pequea. La Fig. 1 muestra un diagr
26、ama temporal de ganancia mutua entre dos antenas de radar de elementos planares con ambos haces de antena de radar explorando el horizonte. La Fig. 2 muestra el diagrama temporal de ganancia mutua entre dos radares de elementos planares con un haz de los radares que explora 45 por encima del horizon
27、te. La Fig. 3 muestra una distribucin de ganancia de antena mutua para dos radares de antena de tipo reflector con ganancias de 27 dBi en el horizonte. La Figura muestra que slo durante el 3% del tiempo la ganancia de antena mutua excede de 0 dBi, y que durante el 50% del tiempo la ganancia de anten
28、a mutua est por debajo de 19 dBi. La Fig. 3 muestra tambin curvas de ganancia mutua de antena para dos antenas de elementos planares con los haces principales de ambos radares en el horizonte, y con un haz principal elevado 45. 1372-015040302010010203040500 5 10 15 20 25FIGURA 1Muestra de ganancia d
29、e antena mutua para antenas de radares de radiolocalizacin yradionavegacin de elementos planares con el haz de radiolocalizacin en el horizonte(abarca siete exploraciones de la antena del radar de radiolocalizacin)Tiempo (s)Gananciadeantenamutua,(dBi)4 Rec. UIT-R M.1372-1 1372-0250403020100102030405
30、00 5 10 15 20 25FIGURA 2Muestra de ganancia de antena mutua para antenas de radares de radiolocalizacin yradionavegacin de elementos planares con el haz de radiolocalizacin elevado 45(abarca siete exploraciones de la antena del radar de radiolocalizacin)Tiempo (s)Gananciadeantenamutua(dBi)1372-03504
31、0302010010203040506060FIGURA 3% de tiempo excedido0,01 100,1 0,5 1 2 5 30 50 70 90 95 98 99 99,5 99,9 99,99Dos antenas de tipo reflectorDos antenas de tipo elementos planarescon haces principales en el horizonteDos antenas de tipo elementos planarescon un haz principal elevado en 45Gananciadeantenam
32、utua(dBi)Rec. UIT-R M.1372-1 5 3 Integrador El proceso de suma de los impulsos del eco procedente de un blanco se denomina integracin. Los integradores se utilizan generalmente en los radares por dos razones: amplificar las seales dbiles procedentes de los blancos deseados para poder realizar una pr
33、esentacin PPI (indicador de posicin en plano), suprimir la interferencia impulsiva asncrona. El principio del integrador de vdeo del radar radica en que la seal de radar devuelta por un blanco consiste en una serie de impulsos generados a medida que el haz de la antena de radar explora dicho blanco
34、y todos esos impulsos se producen en el mismo intervalo en periodos sucesivos (de forma sncrona con los impulsos transmitidos por el radar). Esta serie de impulsos sncronos procedentes de un blanco permite la integracin de los ecos del blanco para amplificar las seales dbiles. El integrador tambin s
35、uprime la interferencia impulsiva asncrona (impulsos que son asncronos con los impulsos transmitidos por el radar) ya que los impulsos interferentes no estarn separados en el tiempo por el periodo del radar y, por consiguiente, no aparecern en el mismo intervalo en periodos sucesivos. Por lo tanto,
36、la interferencia asncrona no tiene carcter aditivo y puede suprimirse. En los sistemas de radar se han utilizado bsicamente dos tipos de integradores. El tipo ms comn de integrador es el integrador con realimentacin mostrado en la Fig. 4. En unos cuantos radares de radionavegacin tambin se ha emplea
37、do el integrador binario representado en la Fig. 5. En la Fig. 6 puede verse una salida simulada para un eco de blanco deseado (ancho del impulso = 0,6 s, frecuencia de repeticin de impulsos (PRF, pulse repetition frequency) = 1 000) sin integracin y con una relacin seal/ruido, (S/N), de 15 dB. La F
38、ig. 7 presenta la salida simulada de un radar sin integracin, en presencia de la seal deseada y con tres fuentes de interferencia (fuente de interferencia 1, ancho del impulso = 1,0 s, PRF = 1 177; fuente de interferencia 2, ancho del impulso = 0,8 s, PRF = 900; fuente de interferencia 3, ancho del
39、impulso = 2,0 s, PRF = 280) para unas relaciones interferencia/ruido (I/N) de 10, 15 y 20 dB respectivamente. 1372-04RetardoTD= 1/PRFLimitador deentradaLimitadordesalidaFIGURA 4Diagrama de bloques del integrador con realimentacinKeentrada esalida6 Rec. UIT-R M.1372-1 1372-05FIGURA 5Diagrama de bloqu
40、es del integrador binarioContadorbinarioo PROMComparadordel nivelumbralConversorD/ARegistro dedesplazamiento(puerta deintervalo)RelojValores binarios 0, 1eentradaesalida1372-068765432100 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50FIGURA 6Salida simulada de radar sin integrador paraS/N = 15 dB5 ms/cm1 V/cmRec. UIT-
41、R M.1372-1 7 1372-070 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50876543210FIGURA 7Salida simulada de radar sin integrador y en presencia de interferencia5 ms/cm1 V/cmS/N deseada = 15 dBFuente de interferencia 1, I/N = 10 dBFuente de interferencia 2, I/N = 15 dBFuente de interferencia 3, I/N = 20 dB3.1 Integrador c
42、on realimentacin El integrador con realimentacin mostrado en la Fig. 4 consta de un limitador de entrada, un circuito sumador y un bucle de realimentacin con un limitador de salida y un circuito que introduce un retardo igual al tiempo transcurrido entre los impulsos del transmisor (1/PRF) en los ra
43、dares que utilizan trenes de impulsos no escalonados. La ganancia total, K, del bucle de realimentacin es inferior a la unidad para evitar la inestabilidad. El limitador de entrada acta como un circuito recortador de la seal de vdeo para proporcionar un nivel constante de los impulsos de entrada al
44、integrador con realimentacin y es un elemento necesario en la circuitera del integrador para suprimir la interferencia impulsiva asncrona. El nivel establecido por el limitador de entrada normalmente es ajustable y controla las propiedades de transferencia del integrador con realimentacin. En la Fig
45、. 8 puede observarse la salida del radar para la misma condicin de interferencia mostrada en la Fig. 7, utilizando un integrador con realimentacin y para un nivel de entrada limitado a 0,34 V. La interferencia asncrona ha sido suprimida por el integrador con realimentacin. 8 Rec. UIT-R M.1372-1 1372
46、-080 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50876543210FIGURA 8Salida simulada de radar que utiliza un integradorcon realimentacin y en presencia de interferencia5 ms/cm1 V/cmS/N deseada = 15 dBFuente de interferencia 1, I/N = 10 dBFuente de interferencia 2, I/N = 15 dBFuente de interferencia 3, I/N = 20 dB3.2 I
47、ntegrador binario El integrador binario que aparece en la Fig. 5 consta de un detector o comparador con el nivel umbral, de un contador binario o lgica programable de memoria de slo lectura (PROM) (circuito sumador/restador), de una memoria de registro de desplazamiento multibit y de un conversor di
48、gital/analgico (D/A). Cada periodo entre impulsos se divide en intervalos. Cada vez que el impulso del eco procedente de un blanco, el ruido y/o la interferencia rebasan el nivel umbral del comparador, el contador binario o la PROM pasa al siguiente nivel. Para esta simulacin, se utiliz una lgica PR
49、OM con progresiones de estado no lineal de 1, 2, 4, 8, 16 y 31. Si los sucesivos impulsos del tren de impulsos del eco del blanco continan teniendo un valor superior al del umbral del comparador en el intervalo de que se trata, la PROM avanza al siguiente estado programado ms alto hasta que se llega al nivel mximo del integrador de 31. Si en cualq
