Координация совместного использования полос частот и разделения во времени

Современные радиотелескопы способны вести наблюдение в очень широком диапазоне частот. Зачастую затраты на эксплуатацию телескопов превышают выделенные средства. Время работы телескопа стоит дорого, а время наблюдения является предметом жесткой конкуренции. Следовательно, радиоастрономы вынуждены добиваться максимально эффективной эксплуатации своих телескопов. Это требует, по мере возможности, адаптации частоты наблюдений к максимально благоприятным атмосферным условиям. Некоторые радиоастрономические обсерватории используют динамическое планирование. В качестве примера: радиотелескоп Грин Бэнк (GBT) Национальной радиоастрономической обсерватории США способен вести наблюдения в диапазоне 1–100 ГГц. Наблюдения на самых высоких частотах могут проводиться только в определенные моменты времени в зимний период в условиях очень сухой атмосферы. Это время желательно использовать как можно эффективнее. Радиотелескоп Института Макса Планка в Бонне (Германия) позволяет вести наблюдения в аналогичном диапазоне частот.

Координация времени в некоторых случаях возможна даже на короткие периоды времени в связи с наличием множества каналов, используемых активными службами. Обсерватории могут предоставлять свое расписание активным службам, работающим на соответствующих полосах частот. Активные службы в некоторых случаях могут переключаться на каналы, которые не создают помех работе радиоастрономических обсерваторий. В частности, достигнута официальная договоренность о том, что если радиоастрономы намереваются вести наблюдение вне распределенных им полос частот, то подобные мероприятия должны быть одинаково доступны для всех сторон и проводиться отдельно для каждого конкретного случая. Следует отметить, что эффекты распространения волн существенно изменяются в зависимости от частоты, поэтому периоды потери данных могут в ряде случаев сокращаться путем динамического изменения расписания.

ссылки

CCIR [1990] Report 696-2 – Feasibility of Frequency Sharing between Radio Astronomy and other Services. Doc. of the XVIIth Plenary Assembly, Düsseldorf, 1990, Annex to Vol. II, p. 568‑584.

GREENHILL, L. J., KNODRATKO, P. T., LOVELL, J. E. J., KUIPER, T. B. H., MORAN, J. M., JAUNCEY, D. L. and BAINES, G. P. [2003] Astrophys. J. (Letters), Vol. 582, L11‑L14.

Глава 6

Помехи, создаваемые радиоастрономической службе передатчиками в других полосах частот

Введение

Космическое радиоизлучение, обнаруживаемое и измеряемое радиотелескопами, намного слабее сигналов, используемых активными (работающими на передачу) службами. Для измерения таких слабых сигналов приемники, используемые для проведения радиоастрономических измерений, обычно обладают максимальной чувствительностью, которой можно добиться с помощью современных радиотехнологий и доступной ширины полосы. Учитывая слабость сигналов и высокую чувствительность приемников, радиоастрономические наблюдения чрезвычайно подвержены помехам, которые могут возникать даже от передатчиков, не использующих ту же полосу на совместной основе. Такие помехи возникают от явлений, возникающих на краю полосы, от гармоник передатчиков, перекрестных искажений и т. д. Пороговые уровни помех при радиоастрономических наблюдениях, критерии защиты и ограничения, при которых возможно совместное использование частот с другими службами, обсуждались в главах 4 и 5.

Уровни сигналов, с которыми приходится иметь дело в полосах, соседних с используемыми активными службами, в широких пределах меняются в зависимости от характера службы. Кроме того, обозначения служб имеют очень общий характер и каждая из них может иметь ряд различных типов передающего оборудования. Скорее всего максимальные пиковые уровни сигнала возникают в полосах, отведенных для радиолокации и воздушной радионавигации, поскольку при этом могут использоваться радиолокаторы большой мощности на воздушных судах. Средняя плотность потока мощности таких сигналов в относительно изолированных местах расположения обсерваторий обычно превышает –100 дБ(Вт/м²). Сигналы очень высокого уровня создает также телевидение в диапазоне УВЧ.

Определения из Регламента радиосвязи

Приведенные ниже определения из раздела VI Статьи 1 РР полезны для обсуждения помех от передатчиков в других полосах частот.

Необходимая ширина полосы (п. 1.152 РР) – ширина полосы частот при данном классе излучения, которая достаточна для обеспечения передачи сообщений с необходимой скоростью и качеством при определенных условиях.

Внеполосное излучение (п. 1.144 РР) – излучение на частоте или на частотах, непосредственно примыкающих к необходимой ширине полосы частот,которое является результатом процесса модуляции, но не включает побочные излучения.

Побочное излучение (п. 1.145 РР) – излучение на частоте или на частотах, расположенных за пределами необходимой ширины полосы частот,уровень которого может быть снижен без ущерба для соответствующей передачи сообщений. К побочным излучениям относятся гармонические излучения, паразитные излучения, продукты взаимной модуляции и частотного преобразования, но не относятся внеполосные излучения.

Нежелательные излучения (п. 1.146 РР) – состоят из побочных и внеполосных излучений.

6.1.2      Дополнительные определения

В некоторых случаях возникает ряд исключений и изменений определений, приведенных в п. 6.1.1. Например, в Рекомендацию МСЭ-R SM.1541 включены следующие определения.

Область побочных излучений 11 (излучения) – интервал частот за пределами области внеполосных излучений (OoB), в котором обычно преобладают побочные излучения.

Область OoB излучений ¹ (излучения) – интервал частот, расположенный непосредственно за пределами необходимой ширины полосы частот, за исключением области побочных излучений, в котором обычно преобладают излучения OoB.

Излучения области OoB – любое излучение за пределами необходимой ширины полосы, которое возникает в интервале частот, отстоящих от присвоенной частоты излучения менее чем на 250% от необходимой ширины полосы излучения, обычно считают излучением в области OoB. Однако такое разнесение частот может зависеть от типа модуляции, максимальной скорости передачи символов в случае цифровой модуляции, типа передатчика и факторов координации частот. Например, для некоторых систем с цифровой, широкополосной и импульсной модуляцией может возникнуть необходимость разнесения частот, отличного от коэффициента 250%.

Излучения в области побочных излучений – в рамках данной Рекомендации все излучения, включая продукты взаимной модуляции, продукты преобразования и паразитные излучения, которые имеют место на частотах, отстоящих от центральной частоты излучения на 250% и более от необходимой ширины полосы излучения, обычно рассматриваются как излучения в области побочных излучений. Однако такое разнесение частот может зависеть от типа модуляции, максимальной скорости передачи символов в случае цифровой модуляции, типа передатчика и факторов координации частот. Например, для некоторых систем с цифровой, широкополосной и импульсной модуляцией может возникнуть необходимость разнесения частот, отличного от коэффициента 250%.

Для передатчиков/ретрансляторов (многоканальных или со многими несущими), когда несколько несущих могут передаваться одновременно с выхода оконечного усилителя или активной антенны, центральная частота излучения принимается как центр выделенной для станции ширины полосы или полосы пропускания передатчика/ретранслятора по уровню –3 дБ при использовании меньшего из двух значений ширины полос.

Побочное излучение и OoB – побочное излучение и OoB обычно различаются по частоте следующим образом (см. Рекомендацию МСЭ-R SM.329-9). В соответствии с принципами, установленными в Приложении 3 РР, область побочных излучений обычно состоит из частот, отстоящих от центральной частоты излучения на 250% и более от необходимой ширины полосы излучения. Однако такое разнесение частот может зависеть от типа модуляции, максимальной скорости передачи битов в случае цифровой модуляции, типа передатчика и факторов координации частот. Например, для некоторых систем с цифровой, широкополосной и импульсной модуляцией может возникнуть необходимость разнесения частот, отличного от коэффициента ±250%. Поскольку РР запрещает любым радиослужбам создавать вредные помехи за пределами распределенной им полосы, частоты передатчиков надо задавать так, чтобы излучения OoB не создавали вредных помех за пределами распределенной полосы в соответствии с п. 4.5 РР.

Или же эти ±250% могут относиться к разносу каналов вместо необходимой ширины полосы. В качестве примера можно привести координацию частот цифровой фиксированной службы, для которой в Рекомендации МСЭ-R F.1191 предлагается использовать интервал частот в ±250% разноса каналов для соответствующего расположения радиочастотных каналов в качестве границ частот между OoB и областью побочных излучений.

В случае очень узкой или широкой полосы частот этот метод определения области побочных излучений может не пригодиться, и дальнейшие указания приведены в Рекомендации МСЭ-R SM.1539.