Совместное использование полос частот радиоастрономической службы ниже 40 ГГц

В Таблице 5.1 приведены результаты расчетов, проведенных для используемых на совместной основе радиоастрономических полос ниже 40 ГГц (взяты из Отчета 696-2 бывшего МККР). В таблице приведен широкий набор сценариев совместного использования частот для службы РАС и требуемые большие расстояния разнесения. Для большинства полос расстояние разнесения, требуемое для совместного использования частот гипотетическим передатчиком и радиоастрономическим приемником, было рассчитано по методике, описанной в предыдущих разделах. Расстояние разнесения, обеспечивающее необходимые основные потери передачи, зависит от механизма распространения радиоволн. Для частот до 38 МГц доминируют ионосферные эффекты. Для более высоких частот помехи на уровне 10% времени определяются в первую очередь тропосферным рассеянием. Расстояния разнесения для частот от 74 до 408 МГц рассчитывались без использования самых последних моделей (Рекомендации МСЭ-R P.452, МСЭ-R P.526 и МСЭ-R P.617). По оценкам, данные о потерях на распространение могут иметь ошибку приблизительно в 10 дБ по отношению к общим основным потерям при передаче, составляющим обычно 220 дБ. Это в свою очередь означает, что типичная ошибка определения расстояний разнесения может составлять 50–100 км по сравнению с результатами с использованием последних моделей распространения. Расстояния для частот выше 408 МГц рассчитывались по Рекомендации МСЭ-R P.452-5. Во всех случаях предполагалось, что высота радиоастрономической антенны равна 25 м. Полученные результаты не сильно зависят от этого допущения. Эти результаты приведены для двух случаев – для местоположения с углом горизонта в 1° и для хорошо защищенного местоположения с углом горизонта в 4°. Некоторые конкретные полосы частот подробнее обсуждаются ниже.

ТАБЛИЦА 5.1

Параметры и расстояния разнесения для совместного использования
полос частот из Отчета 696-2 бывшего МККР (1990 год)

Полоса частот 1330–1427 МГц

Участок частотного спектра вблизи спектральной линии водорода с длиной волны 21 см очень важен для радиоастрономии. Этот аспект был отмечен распределением радиоастрономии на всемирной основе исключительно для пассивного использования полосы от 1400 до 1427 МГц для наблюдений непрерывного спектра и линий. В течение многих лет наблюдения спектральной линии водорода с доплеровским сдвигом в сторону низких частот становятся все важнее. Этот сдвиг к низким частотам возникает за счет больших скоростей, с которыми удаленные галактики разбегаются от нашей Галактики. Важность этих наблюдений признана в примечании п. 5.149 РР, в котором устанавливается некоторая защита для радиоастрономии в полосе ниже 1400 МГц. В этой полосе радиолокационная служба имеет первичный статус в Районах 2 и 3, а в Районе 1 она делит этот первичный статус с фиксированной и подвижной службами.

Типичная радиолокационная система, используемая для целей воздушной службы в этой полосе, представляет собой наземную радиолокационную станцию с пиковой мощностью импульса 500 кВт и с усилением антенны 34 дБи. Если динамический диапазон радиоастрономического приемника достаточен для согласования с пиковой мощностью радиолокатора, то важным параметром с точки зрения помех является средняя мощность в радиоастрономическом приемнике за время интеграции. Для радиолокатора с разверткой на 360° средняя э.и.и.м. в направлении радиоастрономической обсерватории имеет порядок средней мощности передатчика. Фактически передаваемая таким образом мощность зависит от диаграммы направленности антенны радиолокатора и характера развертки. В предположении, что радиолокатор имеет коэффициент заполнения 0,001, средняя мощность составляет 500 Вт. Для наблюдения спектральной линии используется Таблица 2 из Рекомендации МСЭ-R RA.769, и уровень вредных помех составляет –220 дБВт в полосе 20 кГц. Считается, что выходная мощность радиолокатора в 500 Вт равномерно распределена в полосе шириной 0,5 МГц (импульс 2 мкс). Это уменьшает мощность в отдельном канале радиоастрономического приемника на 10 log (500/20) = 14 дБ. Требуемые основные потери передачи получаются равными 233 дБ, что дает расстояние разнесения в 450 и 160 км соответственно для углов места горизонта 1° и 4°, см. Таблицу 5.1. Необходимо отметить, что пиковая мощность на входе приемника равна –142 дБВт, когда средние помехи как раз находятся на уровне пороговых вредных помех. Это приблизительно на 15 дБ выше мощности шума приемника в полосе 0,5 МГц и, в частности если на входной каскад в полосе пропускания приемника попадает более одного сигнала радиолокатора, нелинейные эффекты могут не позволить проводить анализ по средней мощности.

Полоса частот 4800–5 000 МГц

Полоса частот 4800–4990 МГц распределена радиоастрономии на вторичной основе, а фиксированной и подвижной службам – на первичной основе. Однако в примечании п. 5.149 РР полосы частот 4825–4835 МГц и 4950–4990 МГц выделены для работы в специальном режиме. Первая из этих полос предназначена для наблюдения спектральной линии формальдегида.

В полосе частот 4990–5000 МГц радиоастрономия имеет распределение на равной первичной основе с фиксированной и подвижной (за исключением воздушной подвижной) службами. Фиксированная служба может использовать эту полосу для маломощных радиорелейных систем или систем тропосферного рассеяния. В связи с очень большой мощностью, используемой последними системами, совместное использование частот с радиоастрономией оказывается весьма затруднительным. Радиорелейные системы с мощностью передачи, к примеру, 10 Вт, шириной радиочастотной полосы 40 МГц и усилением антенны 44 дБи не создают таких сложных проблем для совместного использования частот. В Таблице 5.1 приведены результаты для двух вариантов радиорелейных систем с антенной, направленной прямо на радиообсерваторию, и с антенной, направленной в сторону от обсерватории (усиление 0 дБи в направлении обсерватории).