Эталонные диаграммы направленности всенаправленных, секторных и других антенн в системах связи пункта со многими пунктами для использования при изучении вопросов совместного использования частот в диапазоне от 1 ггц до приблизительно 70

(Вопрос МСЭ-R 202/9)

Сфера применения

Ассамблея радиосвязи МСЭ,

a) что при исследовании вопросов координации и оценке взаимных помех между фиксированными беспроводными системами (FWS) связи пункта со многими пунктами (П-МП) и между станциями таких систем и станциями спутниковых служб радиосвязи, совместно использующими один и тот же диапазон частот, может оказаться необходимым использование эталонных диаграмм направленности антенн FWS;

b) что в зависимости от сценария совместного использования частот возможно потребуется учитывать диаграммы направленности с огибающей максимальных значений или со средними значениями боковых лепестков при исследовании совместного использования частот;

c) что в следующих случаях возможно потребуется использовать диаграммы направленности антенн, представляющие средние уровни боковых лепестков:

– для прогнозирования совокупных помех геостационарному или негеостационарному спутнику от ряда фиксированных беспроводных станций;

– для прогнозирования совокупных помех фиксированным беспроводным станциям от нескольких геостационарных спутников;

– для прогнозирования помех фиксированным беспроводным станциям от одного или нескольких негеостационарных спутников под постоянно меняющимися углами;

– в любых других случаях, при которых целесообразно использование диаграммы направленности, представляющей средние уровни боковых лепестков;

d) что эталонные диаграммы направленности могут потребоваться в ситуациях, когда информация о реальной диаграмме направленности отсутствует;

e) что при больших углах следует учитывать вероятность отражений от местных предметов на земной поверхности;

f) что использование антенны с наилучшей доступной диаграммой направленности приведет к наибольшей эффективности использования радиочастотного спектра;

отмечая,

а) что в Рекомендациях МСЭ-R F.699 и МСЭ-R F.1245 приведены соответственно эталонные диаграммы направленности антенн с максимальными и средними значениями для использования при исследовании координации и при оценке помех в случаях, не описанных в пп. 1–4 раздела рекомендует, приведенных ниже,

с:

, (1b)

где:

 : абсолютное значение угла места относительно угла максимального усиления (градусы);

₃ : ширина луча по уровню 3 дБ в вертикальной плоскости (градусы);

k : параметр, который учитывает повышенные уровни боковых лепестков, превышающие уровни, предполагаемые для антенны c улучшенной характеристикой боковых лепестков (см. пп. 2.3 и 2.4 раздела рекомендует);

с:

,

, (2a1)

, (2a2)

(2a3)

(градусы),

(градусы), (2a4)

, (2a5)

где:

₃: ширина луча по уровню 3 дБ в азимутальной плоскости (градусы) (обычно равна ширине луча секторной антенны).

Другие переменные и параметры определены в п. 2.1 раздела рекомендует;

3.1.1 в диапазоне частот от 1 ГГц до приблизительно 6 ГГц (см. Приложение 6):
для ,

для , (2b)

для ,
с и

3.1.1.1 в случае использования типовых антенн параметр k должен равняться 0,7 (поэтому
_{k = 0,7} = 3,8 и x_{k = 0,7} = 0,86);

3.1.1.2 в случае использования антенн c улучшенными характеристиками боковых лепестков параметр k должен равняться 0 (поэтому _{k = 0} = 12 и x_{k = 0} = 1);

3.1.2 в диапазоне частот от 6 ГГц до приблизительно 70 ГГц:
для ,
(2c)
для ;

3.2 для средних значений боковых лепестков диаграмм направленности, упомянутых в п. с) раздела учитывая, при статистической оценке помех должны использоваться следующие выражения для углов места в интервале от 0° до 90° и углов азимута в интервале от –180° до 180° (см. Приложение 5 и Примечание 2):
G(φ, θ) = G_ref(x);

3.2.1 в диапазоне частот от 1 ГГц до приблизительно 6 ГГц (см. Приложение 6):
для ,

для , (2d)

для ,
с и

3.2.1.1 в случае использования типовых антенн параметр k должен равняться 0,2 (поэтому
_{k = 0,2} = 7,85 и x_{k = 0,2} = 1,08);

3.2.1.2 в случае использования антенн c улучшенными характеристиками боковых лепестков параметр k должен равняться 0 (поэтому _{k = 0} = 12 и x_{k = 0} = 1,118);

3.2.2 в диапазоне частот от 6 ГГц до приблизительно 70 ГГц
для ,
(2e)

для ;

, (3)

где все параметры определены в п. 3.1 раздела рекомендует;

4 чтобы в диапазоне частот от 1 ГГц до приблизительно 3 ГГц в случаях применения станций, использующих антенны с небольшим усилением при круговой симметрии по отношению к ширине луча на уровне 3 дБ и с усилением главного лепестка антенны менее приблизительно 20 дБи, использовались следующие эталонные диаграммы направленности:

4.1 для максимальных значений боковых лепестков диаграмм направленности, упомянутых в п. b) раздела учитывая, должны использоваться следующие выражения (см. Приложение 2 и Примечание 3):

(4)

где:

G() : усиление относительно изотропной антенны (дБи);

G₀ : усиление главного лепестка антенны (дБи);

 : угол отклонения от оси (градусы);

₃ : ширина луча по уровню 3 дБ антенны с небольшим усилением (градусы);

  (градусы);

₁  1,9 ₃ (градусы);

₂  ₁  10^{(G0 – 6)/32} (градусы);

ПРИМЕЧАНИЕ 1. – Весьма важно, чтобы при исследовании вопросов координации и оценке помех прилагались все возможные усилия для использования диаграммы направленности реальной антенны.

ПРИМЕЧАНИЕ 2. – Для оценки усиления антенны  для всех углов места от 0 до 180 в вертикальной плоскости значение параметра x для углов места менее 90 должно определяться с использованием дополнительного значения угла места (180 – ) при дополнительном значении угла азимута, т. е. 180  .

ПРИМЕЧАНИЕ 3. – Различные значения параметра k в пп. 3.1.1.1 и 3.2.1.1 раздела рекомендует вычисляются с учетом огибающих максимальных значений или средних уровней боковых лепестков ряда типовых измеренных диаграмм направленности антенн в диапазоне частот от 1 до 6 ГГц.

ПРИМЕЧАНИЕ 4. – В случае использования антенн, ширина главного луча которых отличается от рассчитанной с помощью выражения (3), в качестве входного параметра рекомендуется использовать величину .

ПРИМЕЧАНИЕ 5. – Как обсуждается в Приложении 3, экспоненциальный коэффициент заменен единицей. В результате теоретическая погрешность при данной аппроксимации составит менее 6% для значений ширины луча антенны по уровню 3 дБ в плоскости углов места менее 45°.

ПРИМЕЧАНИЕ 6. – Эталонная диаграмма направленности антенны, приведенная в п. 4.1 раздела рекомендует, главным образом относится к ситуациям, когда усиление главного лепестка антенны меньше или равно 20 дБи и использование Рекомендации МСЭ-R F.699 дает неточные результаты. Для определения всех диапазонов частот и интервалов значений усиления, в которых данные выражения будут справедливы, требуются дальнейшие исследования;

ПРИМЕЧАНИЕ 7. – Результаты измерений специально разработанной секторной антенны для использования в диапазоне частот около 20 ГГц показывают, что существует возможность выполнения более жестких требований к боковым лепесткам эталонной диаграммы направленности. Для разработки такой оптимизированной диаграммы направленности необходимы дальнейшие исследования.