Управление РЧС Bihovskiy

1.Определяются общие сведения о радиорелейных линиях связи:

–количество радиорелейных линий (РРЛ);

–количество заявляемых передающих частот;

–заявитель;

–заявляемые рабочие полосы частот (а также центральные частоты стволов);

–места расположения радиорелейных станций и соответствие их координат Дополнению 1А Приложения S4 РР.

2.Рассматриваются проверяемые параметры и осуществляется проверка:

–технической обоснованности заявляемых характеристик станций РРЛ (характеристики антенны, азимуты излучений, высоты установки);

–технических параметров оборудования на соответствие решениям ГКРЧ.

3.Осуществляется проверка соответствия заявляемых характеристик станций РРЛ нормам и ограничениям РР:

–заявляемых оператором частотных присвоений станциям РРЛ связи на соответствие международной ТРЧ РР для использования фиксированной службой (ФС);

–частотных присвоений на соответствие статье S5 РР и ЭИИМ на соответствие Реко-

мендациям п. S21.2, п. S21.3 и п. S21.5 статьи S21 РР.

4.Осуществляется проверка местоположения станций РРЛ на предмет нахождения на расстоянии менее 150 км от границы РФ с ближайшим иностранным государством.

5.Осуществляется оценка необходимости проведения координации частотных присвоений станциям РРЛ в соответствии с Приложением S30 РР, Приложением S30А РР, со статьей S 9 РР и с «Инструкцией о порядке взаимодействия юридических лиц при проведении работ по международной координации и регистрации частотных присвоений РЭС фиксированной службы России (радиорелейная линия связи)».

Например, заявленные полосы частот 37…39 ГГц распределены на равных правах фиксированной и подвижной службе (ПС). Кроме того, полоса частот 37…37,5 ГГц распределена службе космических исследований (космос–земля), а полоса частот 38…39,5 ГГЦ — фиксированной спутниковой службе (ФСС) (космос–земля).

Пример оценки необходимости координации заявляемых оператором частотных присвоений станциям РРЛ на территории N-ской области с Администрациями связи иностранных государств может показать, что:

а) заявляемые частотные присвоения не попадают в полосы частот используемые в соответствии с Приложениями S30 и S30А РР. В связи с этим координация заявляемых частотных присвоений в соответствии со статьей 6 Приложений S30 и S30А РР соответственно не требуется;

б) согласно полученной ТРЧ, станции рассматриваемых РРЛ расположены на расстоянии до 470 км от границы РФ с ближайшим иностранным государством М, могут попасть в координационные зоны земных станций ФСС и оказывать (испытывать) вредные помехи станциям (от станций) указанных спутниковых служб. Анализ заявленных в МСЭ земных станций может, например, показать, что в рассматриваемых полосах частот в радиусе 470 км от рассматриваемых станций РРЛ нет земных станций спутниковых служб, принадлежащих Администрации связи государства М. В связи с этим координация заявляемых частотных присвоений станциям рассматриваемых РРЛ в соответствии со Статьей S9 РР не требуется;

в) согласно п. 4 станции РРЛ связи оператора на территории N-ской области расположены на расстоянии менее 150 км от границы РФ с государством М, т.е. попадают в приграничную зону. В связи с этим требуется проведение приграничной координации частотных присвоений станциям РРЛ оператора на территории N с администрацией связи государства М.

6. Оценка необходимости регистрации частотных присвоений станциям РРЛ связи в Бюро радиосвязи МСЭ в соответствии со статьей S 11 РР и с «Инструкцией о порядке взаимодействия юридических лиц при проведении работ по международной координации и регистрации частотных присвоений РЭС фиксированной службы России (радиорелейная линия связи)».

Оценка необходимости регистрации в Бюро радиосвязи МСЭ заявляемых частотных присвоений станциям РРЛ связи оператора на территории N с Администрацией связи государства М показала, что в соответствии с п. 5 некоторые заявленные полосы частот используются совместно со станциями ФСС. Станции рассматриваемых РРЛ на территории N расположены на расстоянии менее 470 км от границы РФ с ближайшим иностранным государством M и в связи с этим могут оказывать помехи РЭС указанной службы данной Администрации связи. В связи с изложенным, частотные присвоения станциям РРЛ оператора на территории N подлежат регистрации в Бюро радиосвязи МСЭ.

Исходя из вышеприведенного алгоритма экспертизы, делаются выводы на предмет необходимости проведения приграничной координации и регистрации в Бюро радиосвязи МСЭ.

Контрольные вопросы к главе 1

1.Что означает термин «управление использованием РЧС»?

2.Перечислите основные руководящие документы по управлению использованием РЧС.

3.Каковы базовые концепции международного РР и что представляет собой РР?

4.Чем определяется верхняя граница спектра?

5.Что понимают под Администрацией связи?

6.Назовите состав МСЭ.

7.На сколько районов и зон поделены страны мира в части распределения радиочастот?

8.Какие радиослужбы являются первичными и что определяет вторичность радиослужбы?

9.Опишите структуру международной ТРЧ.

10.Сколько и какие категории радиослужб в ТРЧ?

11.Могут ли причинять вредные помехи станциям первичной службы станции вторичной службы и почему?

12.По каким вопросам и как часто собираются и работают ВАКР?

13.Какие планы применяются в практике МСЭ и какие являются неотъемлемой частью РР?

14.Для чего используют такие элементы управления использованием РЧС, как координация и регистрация частотных присвоений РЭС?

15.Частотные присвоения каких служб РЭС подлежат обязательной координации?

16.Для чего существует Международный справочный регистр частот?

17.В каких случаях требуются индивидуальные заявления?

18.Какие основные документы регламентируют систему управления использованием РЧС на национальном уровне?

19.Опишите структуру национальной ТРЧ.

20.Дайте определения категорий использования полос частот.

21.Расскажите порядок выделения полос радиочастот.

22.В чем заключаются основные принципы и положения государственной технической политики в области использования РЧС?

23.Чем вызвана необходимость введения экономических методов управления использованием радиочастотного спектра?

24.Какое основные проблемы стоят перед регулятором, внедряющим экономические методы управления РЧС?

25.Какие существуют способы финансирования управления использованием РЧС?

26.Каковы достоинства и недостатки различных методов финансирования управления использованием РЧС?

27.Что такое повышение эффективности использования спектра?

28.Какие существуют нерыночные способы распределения РЧС между пользователями? Каковы их достоинства и недостатки?

29.Какие существуют рыночные способы распределения РЧС между пользователями? Каковы их достоинства и недостатки?

30.Какие существуют формы оплаты за использование РЧС? Каковы их достоинства и недостатки?

31.На основании каких критериев разумно рассчитывать цену спектра?

32.Кто в итоге платит за спектр?

33.Какими основными руководящими документами необходимо пользоваться при проведении координации частотных присвоений системам радиосвязи и вещания?

34.Что представляет собой Частотный регистр?

35.В каких случаях необходима координация частотных присвоений?

36.Какие основные условия должны выполняться при координации?

37.Каковы основные временны΄е рамки при проведении координации частотных присвоений?

38.Какие основные условия должны выполняться при координации?

39.В чем суть процедуры координации частотных присвоений?

40.В каких случаях Администрация связи сопредельной стороны может отклонить запрос на координацию?

41.Какие основные Рекомендации используются в странах СЕРТ для проведения приграничной координации?

42.Каков алгоритм определения величины напряженности поля, создаваемой базовыми станциями в сетях сухопутной подвижной связи?

43.Каковы особенности обеспечения приграничной координации частотных присвоений РЭС сетей связи 3-го поколения в диапазоне 2 ГГц?

44.В чем особенности обеспечения приграничной координации сетей связи фиксированной службы?

Глава 2

ТЕХНИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ АНАЛИЗА ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ СОВМЕСТИМОСТИ РАДИОЭЛЕКТРОННЫХ СРЕДСТВ

2.1.Излучения на выходе радиопередающих устройств и их нормирование

Радиопередающее устройство (РПДУ), состоящее из радиопередатчика и антенно-фидерной системы, предназначено для генерации несущего гармонического колебания, его модуляции и излучения с помощью передающей антенны. Кроме основного (полезного) радиоизлучения, на выходе антенны РПДУ присутствуют неосновные (нежелательные) излучения. Эти излучения могут быть мешающими для приемников других РЭС, создавая им непреднамеренные помехи и ухудшая ЭМС РЭС. Классификация излучений на выходе антенны РПДУ и примерное распределение их спектральной плотности мощности представлены на рис. 2.1 и 2.2.

Рис. 2.1. Классификация излучений РПДУ

Рис. 2.2. Спектр плотности мощности радиоизлучений РПДУ:

1 — основного; 2 — внеполосного; 3 — на гармониках; 4 — на субгармониках; 5 — комбинационного; 6 — интермодуляционного; 7 — паразитного; 8 — шумового

Основное излучение занимает некоторую необходимую полосу частот (Вн), предназначенную для передачи полезного радиосигнала. Все другие (неосновные) излучения, расположенные за пределами основного (рабочего) участка радиочастотного спектра Вн, являются нежелательными. Эти излучения подразделяются на внеполосное, побочные и шумовые. Спектр внеполосного излучения непосредственно примыкает к необходимой полосе частот справа и слева. Спектры побочных излучений на гармониках, на субгармониках, на комбинационных частотах, паразитных и интермодуляционных колебаний удалены от частот основного канала излучения. Шумовое излучение занимает широкую полосу частот.

Необходимая полоса частот Вн определяется как минимальная по ширине полоса частот, обеспечивающая передачу данного сообщения с требуемой скоростью и качеством [1, 2]. Нормы на необходимую ширину полосы частот для различных типов сообщений (телеграфия, телефония, звуковое радиовещание и др.) и видов модуляции (амплитудная, угловая, импульсная) приведены в Регламенте радиосвязи (РР) [1]. Необходимая ширина полосы частот может определяться также расчетным путем в соответствии с рекомендациями МСЭ и формулами, указанными в соответствующих разделах рекомендаций [1, 2]. Например, в случае амплитудной модуляции несущей аналоговыми сигналами телефонии или звукового вещания необходимая ширина полосы радиоизлучения

где Fн, Fв — нижняя и верхняя граничные частоты модулирующего сигнала.

Значения необходимой ширины полосы частот Вн для РЭС различного назначения приведены в РР и других документах [1, 2, 7].

По правилами РР излучения должны обозначаться в соответствии с их необходимой шириной полосы частот Вн и видом (классом) сигналов. Необходимая ширина полосы излучения указывается перед обозначением его класса и содержит три цифры и одну букву. Буква играет роль запятой, отделяющей целую часть от дробной в десятичной дроби, и указывает единицу измерения полосы частот. Значения необходимой ширины полосы Вн выражаются:

–от 0,001 до 999 Гц — в герцах (буква Н);

–от 1 до 999 кГц — в килогерцах (буква К);

–от 1 до 999 МГц — в мегагерцах (буква М);

–от 1 до 999 ГГц — в гигагерцах (буква G).

Классификация излучений РПДУ. Излучения классифицируются, и их класс обозначается в соответствии с их основными и дополнительными характеристиками радиосигнала. Первый символ (буква) в обозначении указывает на тип модуляции несущей: А — амплитудная двухполосная; H, R, J — амплитудная однополосная с разной степенью подавления несущей; F, G — угловая (частотная и фазовая) и др. Второй символ (цифра) в обозначении указывает на характер модулирующего сигнала: 1, 2 — один канал цифровой информации; 3 — один канал аналоговой информации; 7, 8 — два или более канала, содержащие цифровую (7) или аналоговую (8) информацию. Третий символ (буква) в обозначении указывает тип передаваемой информации: А, Б — телеграфия, Е — телефония (включая звуковое ра-

диовещание), F — телевидение и т.д. Четвертый символ содержит данные о сигнале (сигналах): В, С — двухпозиционный код с одинаковым числом элементов и одинаковой длительностью без исправления (В) и с исправлением (С) ошибок, G, J — передача звука вещательного (G) или коммерческого (J) качества; N — передача цветового телевизионного сигнала. Пятый символ указывает характер уплотнения: N — без уплотнения, F, Т — частотное (F) или временнóе (T) уплотнение и др.

Например, полное обозначение класса излучения для двухполосного звукового радиовещания — 8К00А3ЕGN. Допускается также обозначать класс излучения в сокращенном виде с использованием первых трех символов, характеризующих его основные характеристики. Например, 2К70J3Е — одноканальная однополосная телефония с подавленной несущей (J3E) и необходимой шириной полосы частот Вн = Fв – Fн = 3 – 0,3 = 2,7 кГц.

К параметрам основного излучения радиостанции в необходимой полосе частот относятся:

–несущая частота и ее отклонение, Гц;

–необходимая полоса частот, Гц;

–выходная мощность, Вт, дБВт;

–поверхностная плотность потока мощности, Вт/м2, дБВт/м2, для бортовых передатчиков спутниковых РЭС;

–вид и параметры модуляции;

–ослабление несущего колебания и подавление нерабочей боковой полосы, дБ, для од-

нополосных РПДУ.

Присвоение частот передающим станциям. Передающим станциям разрешается из-

лучать радиосигналы только в пределах определенной полосы частот, которая называется присвоенной. Частота, соответствующая середине присвоенной радиостанции полосы частот, называется присвоенной частотой. Операция присвоения — разрешение, выдаваемое Администрацией связи, ответственной за соблюдение РР, на использование радиочастоты или радиочастотного канала при определенных условиях. Присвоение и использование частот передающими станциями определяются правилами, изложенными в РР [1]. Для радиосигналов с двухполосной передачей присвоенная частота совпадает с несущей, а при однополосной передаче отличается от нее. Например, при однополосной передаче верхней боковой амплитудно-модулированного радиосигнала средняя частота радиоспектра

где fн — несущая частота, Fв — верхняя граничная частота модулирующего сигнала.

В зависимости от значения верхней граничной частоты Fв модулирующего сигнала средняя частота изменяется, что не позволяет использовать ее в качестве присвоенной. Поэтому для радиолиний с однополосной передачей нормируется разность между несущей и присвоенной частотами. Например, для морской и воздушной подвижных служб, где необходимая ширина полосы частот Вн = Fв – Fн = 3000 – 300 = 2700 Гц, установлена разность 1400 Гц для всех классов излучений с однополосной модуляцией (H, R, J).

С учетом нестабильности частоты радиопередатчиков ширина присвоенной полосы частот Вп должна превышать ширину необходимой полосы Вн на удвоенную величину абсо-

Допустимое отклонение частоты радиопередатчика — это максимально допустимая величина отклонения fмакс фактической средней частоты радиоизлучения станции от номинального значения присвоенной ей частоты [2]. Допустимое отклонение частоты — долговременная нестабильность, которую должен обеспечивать передатчик за все время его рабо-

ты. Расширение присвоенной полосы частот по отношению к необходимой на величину 2 fдоп обеспечивает защиту от радиопомех в смежных (соседних) каналах, расположенных выше и ниже присвоенной полосы. Допустимые отклонения устанавливаются с учетом норм РР и зависят от принадлежности РЭС к определенной службе, диапазона частот и средней мощности РПДУ. Например, в соответствии с действующими нормами [2] допустимое отклонение рабочей частоты радиовещательных передатчиков для диапазонов НЧ, СЧ и ВЧ не должно превышать ±10 Гц, а в диапазоне ОВЧ — ±100 Гц. Для космических станций присвоенная полоса частот включает удвоенный максимальный доплеровский сдвиг частоты, который может наблюдаться по отношению к любой точке земной поверхности.

Внеполосное излучение — нежелательное радиоизлучение, являющееся, как и основное, результатом модуляции несущей fо передаваемым сообщением. Причинами появления внеполосного излучения могут быть [2, 3]:

–недостаточное подавление на входе модулятора составляющих спектра модулирую-

щего сигнала, находящихся за пределами верхней граничной частоты Fв, обеспечивающей требуемое качество передачи (например, модуляция импульсами с излишне крутыми фронтами);

–наличие нелинейности амплитудной и фазовой характеристик тракта передатчика (усилителей, модулятора);

–применение модулирующих сигналов излишне большого уровня (явление перемоду-

ляции) или ограничение их амплитуд; квантование и др.

В результате в спектре излучаемых станцией радиосигналов появляются составляющие, лежащие за пределами необходимой полосы частот, которые ухудшают ее ЭМС с другими РЭС, работающими в соседних каналах. Излучение, ширина которого не выходит за пределы необходимой ширины полосы радиочастот Вн, называют совершенным (оптимальным). На практике большинство радиостанций имеют несовершенное (неоптимальное) излучение из-за появления внеполосного радиоизлучения. Поэтому для оценки фактического (несовершенного) излучения введено понятие занимаемой полосы Взн радиочастот, за пределами которой излучается определенная доля β (например, β = 1%) средней мощности радиостанции на присвоенной ей частоте fо (рис. 2.3).

В пределах занимаемой полосы в этом случае сосредоточено 100 – β = 99% средней мощности излучения. При этом мощность радиопомех от внеполосных излучений станций, работающих в смежных (соседних) частотных каналах с данной, не превышает β% мощности сигнала в основном канале приема. Значение β устанавливается для каждого класса излучения и в большинстве случаев не превышает 0,5%.

На практике важно также иметь информацию о форме огибающей спектра и о скорости убывания спектральных составляющих внеполосного излучения за пределами необходимой полосы частот. С этой целью вводится понятие ширины полосы частот на уровне –Х дБ относительно уровня основного излучения, принятого за 0 дБ (ВХ на рис. 2.3). За пределами полосы ВХ интенсивность любых дискретных спектральных составляющих или спектральная плотность мощности внеполосного излучения ослаблена относительно уровня основного излучения (в полосе Вн на рис. 2.3) не менее чем на Х дБ. Обычно за нижний уровень измеряемой мощности принимается уровень, расположенный на 60 дБ (Х = –60 дБ) ниже уровня основного излучения (0 дБ на рис. 2.3). Использование нескольких измерительных уровней (Х = –30, –40, –50 и т.д.) позволяет контролировать форму и скорость убывания внеполосного излучения. Оценка занимаемой полосы частот по критерию относительного уровня –Х дБ для классов излучений А3Е, Н3Е, R3Е, J3Е лучше и точнее характеризует спектр сигнала по сравнению с энергетическим критерием [2, 3].

Рис. 2.3. Характеристики основного и внеполосного излучения РПДУ

Контроль и нормирование внеполосного излучения осуществляется с помощью контрольной ширины полосы частот излучения Вк, за нижним и верхним пределами которой любая спектральная составляющая ослаблена на 30 дБ (в 1000 раз) и более по отношению к максимальному значению излучаемой мощности. Значение контрольной ширины полосы частот используется при распределении и присвоении номинальных частот радиостанциям и при расчетах частотного разноса между соседними станциями.

Линия, проходящая через допустимые значения уровней Х излучения, называется ограничительной (уровни 0, –30, –Х, –60 дБ на рис. 2.3). Она определяет верхнюю границу максимально допустимых значений составляющих спектра внеполосного излучения. Огибающая реального спектра мощности излучения не выходит за пределы установленной ограничительной линии. Значения ширины полос частот (Вн, Вк, ВХ, Взн) нормированы для различных классов излучения [1, 2, 7]. Пример норм на ширину полосы частот и внеполосные радиоизлучения для сигнала класса J3Е (радиопередатчики фиксированной службы) представ-

лен в табл. 2.1 [2, 7].

Таблица 2.1. Пример норм на ширину полосы частот и внеполосные излучения

60 ГЛАВА 2

Измеренные значения контрольной ширины полосы частот Вк и внеполосных излучений ВХ не должны более чем на 20% превышать нормируемые значения [2]. Наличие норм позволяет строить модели огибающей спектра мощности основного и внеполосного излучений, что необходимо при анализе ЭМС радиостанций.

При построении модели огибающая реального спектра аппроксимируется кусочно-ли- нейной ограничительной линией вида, показанного на рис. 2.3 [2, 7]. При этом распределе-

уровня основного излучения (0 дБ), дБ; Vi — наклон огибающей ограничительной линии спектра в пределах i-го линейного участка аппроксимации, в интервале частот от fi до

fi + 1, дБ/дек.

Наклон ограничительной линии Vi (ее крутизна) характеризует скорость убывания мощ-

Пример 2. Требуется построить модель огибающей спектра мощности основного и внеполосного излучений для сигналов класса J3E (телефония, одна боковая полоса частот, подавленная несущая). Координаты контрольных точек ограничительной линии спектра приведены в табл. 2.1.

Решение. Ограничительная линия спектра при выделении верхней боковой полосы частот представлена на рис. 2.4.

Участок 1 огибающей по оси частот ограничен точками с координатами 0 и Вн. В пределах этого участка Р( f) = 0 дБ и V1 = 0 дБ/дек.

Рис. 2.4. Модель огибающей радиоизлучения класса J3E

Участок 2 огибающей ограничен точками с координатами Х0 = 0 дБ, f1 = Вн и Хк = = –30 дБ, f2 = Вк = 1,15 Вн. Скорость изменения огибающей (крутизну наклона) на этом участке получаем при подстановке координат граничных точек в уравнение (2.7):