Manuel Radioastronomie Troisi�me �dition
Introduction � la troisi�me �dition du Manuel par le pr�sident du Groupe de travail 7D de l'UIT-R (Radioastronomie)
PR�FACE
TABLE DES MATI�RES
PR�AMBULE � Radioastronomie et soci�t�
0.1 Introduction � la radioastronomie
0.2 Le r�le de la radioastronomie
0.3 Valeur �conomique et soci�tale
0.3.1 Introduction
0.3.2 Valeur �conomique et soci�tale de la recherche en radioastronomie
0.4 Observation radio�lectrique de l'activit� solaire
0.4.1 Introduction
0.4.2 Observation radio�lectrique de l'activit� solaire: vue d'ensemble
0.4.3 Impact et valeur soci�tale
0.5 Evolutions actuelles en radioastronomie
0.6 Conclusions
CHAPITRE 1 - Introduction
1.1 Le Secteur des radiocommunications et les conf�rences mondiales des radiocommunications
1.2 Le R�glement des radiocommunications et les attributions des bandes de fr�quences
1.3 La radioastronomie: un service de radiocommunication
1.4 Probl�mes d'attribution de fr�quences � la radioastronomie
CHAPITRE 2 - Caract�ristiques du service de radioastronomie (SRA)
2.1 Le SRA
2.2 Origine et nature des �missions radio�lectriques d'origine cosmique
2.3 Rayonnement � spectre continu
2.3.1 Variabilit� temporelle du rayonnement � spectre continu
2.3.2 Mesure du rayonnement � spectre continu
2.4 Rayonnement en raies spectrales
2.4.1 Types de raies spectrales
2.4.2 Mesure des raies spectrales
2.5 Pratique moderne
2.6 Conclusion
CHAPITRE 3 - Bandes de fr�quences pr�f�r�es pour les observations radioastronomiques
3.1 Consid�rations d'ordre g�n�ral
3.1.1 Observations radioastronomiques � partir du sol
3.1.2 Observations radioastronomiques � partir de l'espace
3.2 Bandes pr�f�r�es pour l'�tude du rayonnement � spectre continu
3.2.1 Observations � basses fr�quences
3.2.2 Observations du rayonnement � spectre continu dans les fr�quences �lev�es
3.3 Bandes pour les observations de raies spectrales
CHAPITRE 4 - Vuln�rabilit� des observations radioastronomiques au brouillage
4.1 Introduction
4.2 Consid�rations de base pour le calcul des niveaux de brouillage
4.2.1 Crit�re de seuil de brouillage nuisible
4.2.2 Diagramme de sensibilit� de l'antenne
4.2.3 Temps de calcul de la moyenne (temps d'int�gration)
4.2.4 Pourcentage de temps perdu en raison du brouillage
4.3 Sensibilit� des syst�mes de radioastronomie et seuils de brouillage nuisible
4.3.1 Consid�rations th�oriques
4.3.2 Estimation de la sensibilit� et des niveaux de brouillage pr�judiciable
4.4 R�action des interf�rom�tres et des r�seaux d'antennes au brouillage radio�lectrique
4.5 Pulsars
4.6 Sensibilit�s obtenues
4.7 R�flexions sur la limitation des brouillages
4.7.1 Niveaux de brouillage
4.7.2 Brouillage d'origine cosmique
4.7.3 Cas particuliers des �metteurs � bord de satellites g�ostationnaires
4.7.4 Filtrage
4.7.5 Niveaux de brouillage susceptibles d'endommager ou de saturer un r�cepteur de radioastronomie
4.8 Analyse de Monte-Carlo
CHAPITRE 5 - Partage des bandes de radioastronomie avec les autres services
5.1 Remarques d'ordre g�n�ral
5.1.1 Crit�res de protection applicables au SRA
5.2 Distances de s�paration n�cessaires pour le partage avec un seul �metteur (voir la Recommandation UIT-R RA.1031)
5.3 Partage dans le cas de la visibilit� directe
5.4 Partage avec les services utilisant des �metteurs de Terre
5.5 Partage avec les services mobiles
5.6 Partage dans les bandes attribu�es � la radioastronomie au-dessous de 40 GHz
5.6.1 Bande 1 330-1 427 MHz
5.6.2 Bande 4 800-5 000 MHz
5.6.3 Bandes 22,01-22,21 GHz et 22,21-22,5 GHz
5.7 Partage des bandes de la radioastronomie au-dessus de 40 GHz
5.7.1 Partage entre 60 et 275 GHz
5.7.2 Partage au-dessus de 275 GHz
5.8 Partage avec la recherche en espace lointain
5.9 Partage du temps
5.9.1 Coordination du partage du temps et des fr�quences
CHAPITRE 6 - Brouillage caus� � la radioastronomie par des �metteurs fonctionnant dans d'autres bandes
6.1 Introduction
6.1.1 D�finitions tir�es du R�glement des radiocommunications (RR)
6.1.2 D�finitions compl�mentaires
6.1.3 M�canismes de brouillage par des �metteurs fonctionnant dans d'autres bandes
6.2 Limites applicables aux rayonnements non d�sir�s produits par des services actifs
6.2.1 Limites dans le domaine des rayonnements non essentiels
6.2.2 Limites dans le domaine des �missions hors bande
6.2.3 Limites applicables aux rayonnements non d�sir�s des services actifs en vue de prot�ger les bandes de la radioastronomie
6.3 Qualit� de fonctionnement des r�cepteurs radioastronomiques
6.3.1 Filtrage du brouillage en limite de bande
6.3.2 Effets de non-lin�arit� et intermodulation
6.3.3 Lin�arit�
6.3.4 Filtrage et num�risation
6.4 Brouillage par les �metteurs des services fonctionnant dans d'autres bandes
6.4.1 Services susceptibles de brouiller la radioastronomie par des effets de bandes adjacentes ou d'�missions d'harmoniques
6.4.2 Le passage � la t�l�vision num�rique et son incidence sur l'utilisation non prot�g�e des bandes de la radiodiffusion t�l�visuelle de Terre par le service de radioastronomie
6.4.3 Brouillages caus�s par des �missions de satellites
6.5 Emissions non d�sir�es caus�es par la modulation � large bande
6.5.1 Utilisation de la modulation � large bande
6.5.2 Mise en forme des impulsions en vue de r�duire les rayonnements non d�sir�s
6.5.3 Exemple de brouillage par une modulation � large bande
6.5.4 Exemple: Brouillages radio�lectriques caus�s par le syst�me SMS IRIDIUM (HIBLEO-2)
6.6 Conclusions
CHAPITRE 7 - Techniques sp�ciales, applications et sites d'observation
7.1 Introduction
7.2 Interf�rom�trie VLBI y compris l'interf�rom�trie VLBI spatiale
7.2.1 VLBI spatiale
7.2.2 Applications g�od�siques utilisant l'interf�rom�trie VLBI
7.3 Radioastronomie depuis le point de Lagrange L2 du syst�me Soleil-Terre
7.4 Radioastronomie depuis la zone tranquille de la Lune
7.4.1 La zone tranquille de la Lune
7.4.2 Domaines spectraux convenant le mieux aux observations depuis la Lune
7.4.3 R�glementation de l'utilisation de la zone tranquille de la Lune
7.5 Sites de Terre caract�ris�s par une absorption atmosph�rique peu �lev�e
7.5.1 Antarctique
7.5.2 Cerro Chajnantor, Chili
7.5.3 Mauna Kea, Hawa�
7.5.4 Mt Graham, Arizona
7.6 Observation des pulsars et utilisation comme �talons de temps
7.6.1 Les pulsars: des horloges �talon
7.6.2 Pulsars: points de coordonn�es de r�f�rence
7.7 Observation de l'activit� solaire
CHAPITRE 8 - R�duction des brouillages
8.1 Introduction - Objectifs
8.2 Signatures et incidence des sources de brouillage radio�lectrique
8.3 M�thodes de r�duction des brouillages radio�lectriques � notion de niveaux de r�duction
8.4 M�thodes proactives � modification de l'environnement de brouillage radio�lectrique
8.5 Pr�d�tection et postd�tection
8.6 Pr�corr�lation
8.6.1 Traitement num�rique au niveau de l'antenne
8.6.2 Annulation adaptative (temporelle) du bruit
8.6.3 Filtrage spatial et annulation par un point z�ro du diagramme de faisceau
8.7 Pendant l'�tape de corr�lation
8.8 Postcorr�lation - avant ou pendant la formation des images
8.9 Mise en oeuvre au niveau des t�lescopes - strat�gie
8.10 Conclusions
CHAPITRE 9 - Zones de silence radio�lectrique
9.1 Introduction
9.1.1 Zone de silence radio�lectrique: d�finition et crit�res d'ordre g�n�ral
9.1.2 R�le de la r�glementation
9.2 Consid�rations touchant � la mise en place d'une zone de silence radio�lectrique (ZSR)
9.2.1 Consid�rations d'ordre g�ographique
9.2.2 Consid�rations relatives � la fr�quence
9.2.3 Incidence des brouillages radio�lectriques sur les observations du SRA
9.3 Environnement �lectromagn�tique
9.3.1 Les sources de rayonnements intentionnels
9.3.2 Les sources de rayonnements non intentionnels
9.3.3 Propagation des signaux brouilleurs
9.4 M�thodes permettant de constituer une ZSR
9.4.1 M�thodes c�t� r�cepteur
9.4.2 M�thodes c�t� �metteur - gestion d'une ZSR
9.5 Cons�quence de la mise en place d'une zone de silence radio�lectrique (ZSR)
9.5.1 Maintenance des ZSR
9.5.2 Consid�rations � long terme
CHAPITRE 10 - Recherche d'une intelligence extraterrestre (SETI) au moyen d'observations radiofr�quences
10.1 Introduction
10.2 D�tectabilit� de signaux SETI
10.3 Intensit� du signal
10.4 Sensibilit� du syst�me de r�ception
10.4.1 Puissance minimale d�tectable du signal
10.5 Direction de pointage des antennes
10.6 Identification des signaux et �limination des brouillages
10.7 Bandes de fr�quences envisageables pour les recherches
CHAPITRE 11 - Radioastronomie par radiod�tection au sol
11.1 Introduction
11.2 Probl�mes de sensibilit�
11.3 Modes d'exploitation et sp�cifications des largeurs de bandes
11.4 Installations d'astronomie radar
APPENDICE 1 - Tableau des bandes de fr�quences attribu�es � la radioastronomie
APPENDICE 2 - Enregistrement des stations de radioastronomie
APPENDICE 3 - Unit�s en radioastronomie
APPENDICE 4 - Utilisations pratiques de l'�chelle des d�cibels (dB)
APPENDICE 5 - Liste des abr�viations et acronymes