P.525-2 - Calcul de la propagation en espace libre - ITU

RECOMMANDATION UIT-R P.525-2( CALCUL DE LA PROPAGATION EN ESPACE LIBRE (1978-1982-1994)
Rec. UIT-R PN.525-2 L'Assemblée des radiocommunications de l'UIT, considérant a) que la propagation en espace libre est une référence fondamentale
pour la technique des radiocommunications, recommande 1. d'utiliser les méthodes exposées dans l'Annexe 1 pour calculer
l'affaiblissement en espace libre. ANNEXE 1 1. Introduction
Comme la propagation en espace libre est souvent prise comme
référence dans d'autres textes, on a rassemblé dans la présente Annexe
certaines formules pertinentes. 2. Formules fondamentales pour les liaisons de télécommunication
La propagation en espace libre peut être calculée de deux façons
différentes, chacune d'elles étant plus spécialement adaptée à un type de
service. 2.1 Liaisons point à zone
S'il existe un émetteur desservant de nombreux récepteurs distribués
de façon aléatoire (radiodiffusion, service mobile), on calcule le champ en
un point situé à une distance appropriée de l'émetteur par la relation: [pic] (1) où:
e : valeur efficace du champ (V/m) (voir la Note 1)
p : puissance isotrope rayonnée équivalente (p.i.r.e.) dans la direction
du point en question (W) (voir la Note 2)
d : distance de l'émetteur au point en question (m). L'équation (1) est souvent remplacée par la formule (2) qui utilise
des unités pratiques: [pic] (2) Pour les antennes fonctionnant dans les conditions de propagation en
espace libre, on peut obtenir la force cymomotrice en multipliant e et d de
l'équation (1). Elle s'exprime en volts.
Note 1 - Si l'onde est à polarisation elliptique et non rectiligne et si on
désigne par ex et ey, les composantes du champ électrique suivant deux axes
orthogonaux, le premier membre de l'équation (1) doit être remplacé par
[pic]. On ne peut en déduire ex et ey que si on connaît le taux
d'ellipticité. Pour une polarisation circulaire, on devrait remplacer e
par e[pic].
Note 2 - Pour les antennes situées à la surface du sol et fonctionnant à
des fréquences relativement basses en polarisation verticale, on ne
considère généralement le rayonnement que dans le demi-espace supérieur. On
doit tenir compte de ce fait pour déterminer la p.i.r.e. (voir la
Recommandation UIT-R PN.368). 2.2 Liaisons point à point
Avec une liaison point à point, il est préférable de calculer
l'affaiblissement en espace libre entre antennes isotropes, appelé aussi
affaiblissement d'espace libre (symboles: Lbf ou A0), de la manière
suivante: [pic] dB (3)
où:
A0 : affaiblissement d'espace libre (dB)
d : distance
? : longueur d'onde
d et ? sont exprimés avec la même unité. L'équation (3) peut encore s'écrire en utilisant la fréquence au lieu
de la longueur d'onde. A0 = 32,4 + 20 log f + 20 log dmmmmmmdB (4)
où: f : fréquence (MHz) d : distance (km). 2.3 Relations entre les caractéristiques d'une onde plane
En outre, il existe des relations entre les caractéristiques d'une
onde plane (ou d'une onde assimilable à une onde plane) en un point: [pic] (5)
où:
s : puissance surfacique (W/m2)
e : valeur efficace du champ (V/m)
pr : puissance (W) captée par une antenne isotrope placée en ce point
? : longueur d'onde (m). 3. Affaiblissement de propagation en espace libre d'un système radar
(symboles: Lbr ou A0r)
Les systèmes radar constituent un cas particulier, car le signal y
subit un premier affaiblissement sur son trajet entre l'émetteur et la
cible et un second affaiblissement sur son trajet entre la cible et le
récepteur. Pour un radar utilisant la même antenne à l'émission et à la
réception, on peut exprimer l'affaiblissement d'espace libre A0r : A0r ' 103,4 + 20 log f + 40 log d - 10 log ?mmmmmmdB
(6)
où:
? : section droite de la cible radar (m2)
d : distance entre le radar et la cible (km)
f : fréquence du système (MHz). La section droite de cible radar d'un objet est le rapport de la
puissance totale diffusée isotrope équivalente à la puissance surfacique
incidente. 4. Formules de conversion
Sur la base d'une propagation d'espace libre, il est possible
d'utiliser les formules de conversion ci-après: Champ correspondant à une puissance isotrope rayonnée émise donnée: E ' Pt - 20 log d + 74,8 (7) Puissance isotrope reçue pour un champ donné: Pr ' E - 20 log f - 167,2 (8) Affaiblissement d'espace libre pour une puissance isotrope rayonnée
et un champ donnés: A0 ' Pt - E + 20 log f + 167,2 (9) Puissance surfacique pour un champ donné: S ' E - 145,8 (10) où:
Pt : puissance isotrope rayonnée (dB(W))
Pr : puissance isotrope reçue (dB(W))
E : champ électrique (dB(?V/m))
f : fréquence (GHz)
d : longueur du trajet radioélectrique (km)
A0 : affaiblissement de propagation en espace libre (dB)
S : puissance surfacique (dB(W/m2)) Il est à noter que l'on peut utiliser les équations (7) et (9) pour
déterminer l'équation (4).
( La Commission d'études 3 des radiocommunications a apporté des
modifications rédactionnelles à cette Recommandation en 2000 conformément
aux dispositions de la Résolution UIT-R 44.