Manuel Radioastronomie Troisième édition
Introduction à la troisième édition du Manuel par le président du Groupe de travail 7D de l'UIT-R (Radioastronomie)
PRÉFACE
TABLE DES MATIÈRES
PRÉAMBULE – Radioastronomie et société
0.1 Introduction à la radioastronomie
0.2 Le rôle de la radioastronomie
0.3 Valeur économique et sociétale
0.3.1 Introduction
0.3.2 Valeur économique et sociétale de la recherche en radioastronomie
0.4 Observation radioélectrique de l'activité solaire
0.4.1 Introduction
0.4.2 Observation radioélectrique de l'activité solaire: vue d'ensemble
0.4.3 Impact et valeur sociétale
0.5 Evolutions actuelles en radioastronomie
0.6 Conclusions
CHAPITRE 1 - Introduction
1.1 Le Secteur des radiocommunications et les conférences mondiales des radiocommunications
1.2 Le Règlement des radiocommunications et les attributions des bandes de fréquences
1.3 La radioastronomie: un service de radiocommunication
1.4 Problèmes d'attribution de fréquences à la radioastronomie
CHAPITRE 2 - Caractéristiques du service de radioastronomie (SRA)
2.1 Le SRA
2.2 Origine et nature des émissions radioélectriques d'origine cosmique
2.3 Rayonnement à spectre continu
2.3.1 Variabilité temporelle du rayonnement à spectre continu
2.3.2 Mesure du rayonnement à 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 fréquences préférées pour les observations radioastronomiques
3.1 Considérations d'ordre général
3.1.1 Observations radioastronomiques à partir du sol
3.1.2 Observations radioastronomiques à partir de l'espace
3.2 Bandes préférées pour l'étude du rayonnement à spectre continu
3.2.1 Observations à basses fréquences
3.2.2 Observations du rayonnement à spectre continu dans les fréquences élevées
3.3 Bandes pour les observations de raies spectrales
CHAPITRE 4 - Vulnérabilité des observations radioastronomiques au brouillage
4.1 Introduction
4.2 Considérations de base pour le calcul des niveaux de brouillage
4.2.1 Critère de seuil de brouillage nuisible
4.2.2 Diagramme de sensibilité de l'antenne
4.2.3 Temps de calcul de la moyenne (temps d'intégration)
4.2.4 Pourcentage de temps perdu en raison du brouillage
4.3 Sensibilité des systèmes de radioastronomie et seuils de brouillage nuisible
4.3.1 Considérations théoriques
4.3.2 Estimation de la sensibilité et des niveaux de brouillage préjudiciable
4.4 Réaction des interféromètres et des réseaux d'antennes au brouillage radioélectrique
4.5 Pulsars
4.6 Sensibilités obtenues
4.7 Réflexions sur la limitation des brouillages
4.7.1 Niveaux de brouillage
4.7.2 Brouillage d'origine cosmique
4.7.3 Cas particuliers des émetteurs à bord de satellites géostationnaires
4.7.4 Filtrage
4.7.5 Niveaux de brouillage susceptibles d'endommager ou de saturer un récepteur de radioastronomie
4.8 Analyse de Monte-Carlo
CHAPITRE 5 - Partage des bandes de radioastronomie avec les autres services
5.1 Remarques d'ordre général
5.1.1 Critères de protection applicables au SRA
5.2 Distances de séparation nécessaires pour le partage avec un seul émetteur (voir la Recommandation UIT-R RA.1031)
5.3 Partage dans le cas de la visibilité directe
5.4 Partage avec les services utilisant des émetteurs de Terre
5.5 Partage avec les services mobiles
5.6 Partage dans les bandes attribuées à 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 fréquences
CHAPITRE 6 - Brouillage causé à la radioastronomie par des émetteurs fonctionnant dans d'autres bandes
6.1 Introduction
6.1.1 Définitions tirées du Règlement des radiocommunications (RR)
6.1.2 Définitions complémentaires
6.1.3 Mécanismes de brouillage par des émetteurs fonctionnant dans d'autres bandes
6.2 Limites applicables aux rayonnements non désirés produits par des services actifs
6.2.1 Limites dans le domaine des rayonnements non essentiels
6.2.2 Limites dans le domaine des émissions hors bande
6.2.3 Limites applicables aux rayonnements non désirés des services actifs en vue de protéger les bandes de la radioastronomie
6.3 Qualité de fonctionnement des récepteurs radioastronomiques
6.3.1 Filtrage du brouillage en limite de bande
6.3.2 Effets de non-linéarité et intermodulation
6.3.3 Linéarité
6.3.4 Filtrage et numérisation
6.4 Brouillage par les émetteurs des services fonctionnant dans d'autres bandes
6.4.1 Services susceptibles de brouiller la radioastronomie par des effets de bandes adjacentes ou d'émissions d'harmoniques
6.4.2 Le passage à la télévision numérique et son incidence sur l'utilisation non protégée des bandes de la radiodiffusion télévisuelle de Terre par le service de radioastronomie
6.4.3 Brouillages causés par des émissions de satellites
6.5 Emissions non désirées causées par la modulation à large bande
6.5.1 Utilisation de la modulation à large bande
6.5.2 Mise en forme des impulsions en vue de réduire les rayonnements non désirés
6.5.3 Exemple de brouillage par une modulation à large bande
6.5.4 Exemple: Brouillages radioélectriques causés par le système SMS IRIDIUM (HIBLEO-2)
6.6 Conclusions
CHAPITRE 7 - Techniques spéciales, applications et sites d'observation
7.1 Introduction
7.2 Interférométrie VLBI y compris l'interférométrie VLBI spatiale
7.2.1 VLBI spatiale
7.2.2 Applications géodésiques utilisant l'interférométrie VLBI
7.3 Radioastronomie depuis le point de Lagrange L2 du système 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 Réglementation de l'utilisation de la zone tranquille de la Lune
7.5 Sites de Terre caractérisés par une absorption atmosphérique peu élevée
7.5.1 Antarctique
7.5.2 Cerro Chajnantor, Chili
7.5.3 Mauna Kea, Hawaï
7.5.4 Mt Graham, Arizona
7.6 Observation des pulsars et utilisation comme étalons de temps
7.6.1 Les pulsars: des horloges étalon
7.6.2 Pulsars: points de coordonnées de référence
7.7 Observation de l'activité solaire
CHAPITRE 8 - Réduction des brouillages
8.1 Introduction - Objectifs
8.2 Signatures et incidence des sources de brouillage radioélectrique
8.3 Méthodes de réduction des brouillages radioélectriques – notion de niveaux de réduction
8.4 Méthodes proactives – modification de l'environnement de brouillage radioélectrique
8.5 Prédétection et postdétection
8.6 Précorrélation
8.6.1 Traitement numérique au niveau de l'antenne
8.6.2 Annulation adaptative (temporelle) du bruit
8.6.3 Filtrage spatial et annulation par un point zéro du diagramme de faisceau
8.7 Pendant l'étape de corrélation
8.8 Postcorrélation - avant ou pendant la formation des images
8.9 Mise en oeuvre au niveau des télescopes - stratégie
8.10 Conclusions
CHAPITRE 9 - Zones de silence radioélectrique
9.1 Introduction
9.1.1 Zone de silence radioélectrique: définition et critères d'ordre général
9.1.2 Rôle de la réglementation
9.2 Considérations touchant à la mise en place d'une zone de silence radioélectrique (ZSR)
9.2.1 Considérations d'ordre géographique
9.2.2 Considérations relatives à la fréquence
9.2.3 Incidence des brouillages radioélectriques sur les observations du SRA
9.3 Environnement électromagnétique
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 Méthodes permettant de constituer une ZSR
9.4.1 Méthodes côté récepteur
9.4.2 Méthodes côté émetteur - gestion d'une ZSR
9.5 Conséquence de la mise en place d'une zone de silence radioélectrique (ZSR)
9.5.1 Maintenance des ZSR
9.5.2 Considérations à long terme
CHAPITRE 10 - Recherche d'une intelligence extraterrestre (SETI) au moyen d'observations radiofréquences
10.1 Introduction
10.2 Détectabilité de signaux SETI
10.3 Intensité du signal
10.4 Sensibilité du système de réception
10.4.1 Puissance minimale détectable du signal
10.5 Direction de pointage des antennes
10.6 Identification des signaux et élimination des brouillages
10.7 Bandes de fréquences envisageables pour les recherches
CHAPITRE 11 - Radioastronomie par radiodétection au sol
11.1 Introduction
11.2 Problèmes de sensibilité
11.3 Modes d'exploitation et spécifications des largeurs de bandes
11.4 Installations d'astronomie radar
APPENDICE 1 - Tableau des bandes de fréquences attribuées à la radioastronomie
APPENDICE 2 - Enregistrement des stations de radioastronomie
APPENDICE 3 - Unités en radioastronomie
APPENDICE 4 - Utilisations pratiques de l'échelle des décibels (dB)
APPENDICE 5 - Liste des abréviations et acronymes