[pt] Este trabalho descreve uma das técnicas utilizadas para controlar a distribuição na abertura , no plano E e , conseqüentemente, as características de radiação de uma corneta piramidal. Pequenas variações do ângulo de abertura, em vários pontos da corneta, são utilizadas para produzir uma configuração de campos, na abertura, atenuada nas bordas para o plano E e que conduz a larguras de feixe, equalizadas nos planos E e H, com baixo nível de lobos secundários. Esta idéia é formalizada teoricamente e aplicada com sucesso, através de uma aproximação de 1ª ordem, ao projeto de um alimentador para um sistema Cassegrain de baixo ruído. / [en] This work describes a technique for controlling the E-plane aperture distribution and, consequently, the radiation pattern of a pyramidal horn. Small variations of flare angle at several points along the horn are used to produce a tapered aperture field in the E-plane, resulting equal E and H-plane beamwidths with low sidclobes for a low noise Cassegrain antenna system.

[pt] A utilização de satélites, a maioria deles ao longo da órbita de satélites geoestacionários (geostationary satellite orbit - GSO), proporcionou um enorme crescimento nas comunicações de longa distancia e na radiodifusão de informação. Sendo a órbita de satélites geoestacionários um recurso limitado, existe motivação para a elaboração de planejamentos a priori desse recurso de modo a garantir, na prática, para todos os países, acesso à GSO. Esses planejamentos envolvem estudos, análises e modelagens das caracterısticas especıficas dos sistemas envolvidos, além do desenvolvimento de técnicas e algoritmos adequados a sıntese do planejamento. Técnicas aplicáveis a um determinado planejamento dependem diretamente do tipo de sistema e do tipo de serviço a ser planejado e devem levar em consideração as interferencias produzidas e sofridas por cada um dos sistemas planejados. Os nıveis de interferencia devem ser adequados de modo a permitir a operação conjunta dos diversos sistemas e seu calculo depende basicamente das caracterısticas dos sistemas envolvidos e da geometria do problema (posições orbitais dos satelites, posições das estações terrenas, apontamento de antenas, etc.). No ambito da Uniçao Internacional de Telecomunicações (UIT), planejamentos de diversos serviços de comunicações por satelite foram feitos, em nível internacional, por Conferencias Mundiais de Comunicaões. Dentre estes planejamentos esta o Planejamento do Serviço de Radiodifusão por Satelite (SRS) que constitui os Apendices 30 e 30A do Regulamento de Radiocomunicações da UIT. A modificação dos valores dos parametros tecnicos dos sistemas do Plano do SRS tem, obviamente, impacto no ambiente interferente do Plano. Motivado por interesses específicos da administração brasileira no SRS, este trabalho apresenta uma análise precisa dos efeitos de modificações nos parametros tecnicos das alocações do Brasil no Plano do SRS nas interferencias geradas e sofridas pelos demais sistemas do Plano. / [en] The use of satellites, most of them in the geostationary satellite orbit - GSO, allowed for a big development in long distance communications and broadcasting. Since the GSO is limited resource, there is motivation for the development of a priori planning of the use of this resource so that access to the GSO is guaranteed to all countries. These a priori planning involve studies, analyses and modeling of the specific characteristics of the systems being planned, and the development of techniques and algorithms suitable for synthesizing the Plan. Techniques applicable to a given Plan depend directly on the type of service being planned and should consider and shall take into consideration the interferences generated and experienced by the systems in the Plan. The interference levels have to be adequate to allow for the joint operation of all systems in the Plan, and their calculation depends basically on the characteristics of the systems involved and on the problem geometry (orbital positions, earth station locations, antenna pointings, etc.). Within the International Telecommunication Union - ITU, the planning of several satellite services were developed by international radiocommunication conferences. Among them is the Broadcasting Satellite Service (BSS) Plan that is currently in appendices 30 and 30B of the Radio Regulations. Changes in the values of the plan technical parameters obviously have an impact on the interference environment of the Plan. Motivated by specific interests of the Brazilian administration, this work presents a precise analysis of the effect that changes in the technical parameters of the Brazilian allocations in the BSS Plan would have on the interferences generated and experienced by the systems in the Plan.

[pt] Dois dos principais fatores que afetam o desempenho dos sistemas de Comunicação sem fio são a ocorrência de chuvas ao longo do percurso de transmissão e a existência de interferências externas produzido por outros sistemas que compartilham a mesma faixa de freqüências.Para garantir um desempenho adequado para o enlace, é usual estabelecer limites para as percentagens de tempo durante as quais o desempenho do sistema pode ficar abaixo de alguns níveis pré-estabelecidos. É importante que, tanto a degradação provocada pela chuva quanto aquela devida `as interferências externas sejam tais que os requisitos de desempenho sejam atendidas. A degradação devida a chuvas ´e usualmente considerada no dimensionamento do enlace, uma vez que os modelos matemáticos para a atenuação por chuvas são amplamente conhecidos. No caso de interferências externas, a degradação por elas causada é limitada através do estabelecimento de restrições ao comportamento estatístico das potências dos sinais interferentes. Estas restrições, objeto de estudo no âmbito da União Internacional de Telecomunicações, devem ser tais que, independentemente das características específicas do sistema interferente considerado, as condições de desempenho requeridas para o enlace sejam satisfeitas. O presente trabalho define um problema de otimização com restrições, cuja solução permite estabelecer as condições a serem impostas ao comportamento estatístico das potências das parcelas individuais de interferência presentes num enlace de modo a garantir o desempenho adequado do enlace. / [en] Two of the main factors that affect the performance of satellite communication systems are the occurrence of rain fading in the transmission path and external interferences due to other systems sharing the same frequency band. To guarantee an adequate link performance, it is usual to establish limits to the percentages of time during which the system performance may be below certain predefined levels. It is important that performance degradation due to both rain and external interferences be such that performance requirements are met. Degradation due to rain is usually considered in a communication link design, as mathematical models of rain attenuation are widely known. Degradation due to external interference is limited by the establishing constraints to be imposed on the statistical behaviour of the interfering signal power. These constraints, object of study within the International Telecommunication Union, should be such that, independently of the specific characteristics of the considered interfering system, guarantees that link performance objectives are met. This dissertation defines a constrained optimization problem such that its solution permits to establish the conditions to be imposed to the statistical behaviour of the single-entry interfering signal power so that link performance objetives are met.

[pt] O objetivo deste trabalho é estender a aplicação do Método Analítico de avaliação de interferências envolvendo redes de satélites não geoestacionários a situações onde as parcelas de interferência dos diversos satélites de uma dada constelação são modeladas como variáveis aleatórias estatisticamente independentes. A análise deste tipo de situação requer o cálculo de um número muito grande de convoluções. Depois de mostrar que o cálculo direto da convolução é computacionalmente viável e que o uso de simulação de Monte Carlo requer um tempo de computação proibitivo para garantir a precisão necessária, o estudo identifica duas alternativas: utilização indireta do teorema do limite central, e integração numérica utilizando a Regra de Quadratura de Gauss. Por último, o presente trabalho apresenta dois exemplos numéricos de aplicação do Método Analítico, onde é possível observar melhorias na precisão dos resultados obtidos, em relação aos obtidos com outros métodos. / [en] The objective of this work is to extend the use of the Analytical Method for assessing the interference involving non-geostationary satellite networks to situations where the interference entries from the various satellites in a given Constellations are modeled as statistically independent random variables. The analysis of this type of situation requires a large number of convolution computations. After showing that the direct approach to numerically compute convolutions is not feasible and that the use of Monte Carlo simulation techniques require a prohibitive computer time to guarantee the necessary accuracy, the study identifies two alternatives: the indirect use of the Central Limit theorem, and numerical integration using Gauss Quadrature Rules. Finally, the present work presents two numerical example applications of the Analytical Method. The obtained results show an accuracy improvement when compared to those obtained using other methods.

[pt] Este trabalho apresenta a descrição e implementação numérica do Método Analítico que determina a interferência em ambientes que envolvem redes de satélites não geoestacionários. Este método está baseado no conhecimento da função densidade de probabilidade (pdf) da posição de um satélite localizado numa órbita elíptica (ou circular) ao redor da Terra. Esta função densidade de probabilidade é utilizada para calcular as interferências produzidas ou experimentadas por elementos de redes NGSO assim como por elementos de outros tipos de redes de telecomunicações (serviço fixo terrestre, redes que utilizam satélites geoestacionários, entre outras). Comparado com os métodos baseados em simulação, é importante ressaltar que o método analítico equivale a uma simulação de tempo infinito, e portanto, não apresenta os problemas de confiabilidade associados com os métodos de simulação. / [en] This thesis presents the numerical algorithm description for the implementation of the analytical approach to assess interference in environments involving NGSO satellite networks proposed in [1]. For completeness purposes it also included to analyze the interference sensitivity to system and network parameters without the reliability problems and the excessive computer effort, often associated with direct computer simulation methods. The Analytical Approach is based on the knowledge of the probability density function (pdf) of the position of a single satellite placed in an elliptical (or circular) orbit around the Earth. This pdf is used to calculate the statistical behavior of interferences produced (or experimented) by NGSO network elements, as well as by elements of other types of telecommunications networks (fixed terrestrial Services, Fixed Satellite Services, among others). To illustrate the applicability of the method several results are presented, each one performed with different parameters and environments. It is worth pointing out that compared with direct computer simulaton methods, the Analytical one generates more reliable and precise results with less required computer time.

[pt] O compartilhamento de frequências entre sistemas de comunicações por satélite e sistemas terrestres tem sido objeto de estudos desde o aparecimento dos primeiros sistemas comerciais de comunicações por satélite. Um caso particular que tem despertado o interesse dos operadores de sistemas terrestres diz respeito à interferência produzida pelos enlaces descendentes de sistemas de satélite que utilizam orbitas elípticas altamente inclinadas (Highly Elliptical Orbit - HEO) nos receptores do Serviço Fixo Terrestre (Fixed Service - FS). Os trabalhos encontrados na literatura, envolvendo este tipo de interferência, apresentam análises que consideram a hipótese simplificadora de que todos os receptores vítima do Serviço Fixo Terrestre têm suas antenas receptoras com elevação zero graus. No presente trabalho é feita uma análise probabilística da interferência agregada produzida por satélites de múltiplos sistemas HEO sobre receptores do Serviço Fixo Terrestre na faixa de 18 GHz, na qual o ângulo de elevação da antena receptora dos sistemas FS considerados é modelado por uma variável aleatória com função densidade de probabilidade conhecida. A modelagem matemática desenvolvida é aplicada a dois cenários envolvendo múltiplos sistemas HEO interferentes. Mais especificamente, um dos cenários considera três sistemas HEO com satélites operando apenas no hemisfério norte e o outro, três sistemas HEO com satélites operando tanto no hemisfério norte quanto no sul. Os resultados obtidos são comparados àqueles que utilizam a hipótese de que as antenas receptoras de todos os sistemas FS considerados têm angulo de elevação zero. / [en] Frequency sharing between satellite systems and terrestrial fixed service (FS) systems has been object of studies since the onset of commercial satellite communication systems. A particular case of interest refers to the interference produced by the downlink of highly elliptical orbit satellite systems (HEO) into fixed service receivers. In the literature, studies involving this type of interference have presented analyzes that consider the simplifying assumption that all victim fixed service receivers have their receiving antennas with zero degree elevation angle. In this work a probabilistic analysis is used to evaluate the aggregate interference produced by the satellites of multiple highly elliptical orbit satellite systems into fixed service receivers operating in the 18 GHz frequency band. The FS receiving antenna elevation angle is modeled as a random variable with known probability density function. The proposed mathematical model is applied to two scenarios involving multiple interfering HEO systems. More specifically, the first scenario considers three interfering HEO systems having satellites that operate only in the northern hemisphere. In the second scenario, three HEO systems with satellites that operate in both the northern and southern hemisphere are considered. The obtained results are compared to those resulting from analyses that use the hypothesis that the receiving antennas of all the FS victim systems have a zero degree elevation angle.

[pt] Neste trabalho, os limites atuais de densidade de fluxo de potência do Artigo 21 do Regulamento de Radiocomunicações da UIT para sistemas não-GEO operando na banda 3.7-4.2 GHz são analizados. Estes limtes visam proteger os receptores do Serviço Fixo Terrestre, operando na mesma faixa de frequência, das interferências produzidas por sistemas de satélites não geoestacionários. A análise foi motivada pela Resolução 157 [1] da Conferência Mundial de Radiocomunicações de 2015, que reconheceu a necessidade de uma revisão do Artigo 21 para que sistemas não-GEO possam operar nestas faixas de frequências assegurando, ao mesmo tempo, que os serviços primários existentes continuem protegidos. Na análise, cinco estruturas de constelações de satélites não-GEO do tipo Walker Delta, adequadamente escolhidas, foram consideradas. Resultados mostraram que os atuais limtes de pfd podem impor restrições indevidas aos sistemas não-GEO operando nesta faixa. Assim, uma metodologia para investigar uma máscara limitante de pfd mais adequada é apresentada. A aplicação desta metodologia leva a uma máscara alternativa que se aproxima dos limites atuais de pfd para satélites geoestacionários quando o número de satélites no sistema interferente não-GEO é igual a um. Uma avaliação da máscara de pfd proposta mostra que ela não impõe restrições desnecessárias aos sistemas de satélites não-GEO. Isto, junto a outros fatos, indica que os limites de pfd propostos são, de fato, muito mais adequados do que os atuais. / [en] In this work, the current power-flux density limits in Article 21 of the ITU-R Radio Regulations for non-GSO systems operating in the 3.7-4.2 GHz band are analyzed. These limits aim the protection of Fixed Service receivers, operating in the same frequency band, from the interference produced by non-GSO satellite systems. The analysis was motivated by Resolution 157 [1] of the World Radiocommunication Conference 2015, that recognized the need for a revision of Article 21 with a view to enabling non-GSO systems to operate in these FSS frequency bands while ensuring that existing primary services are protected. In the analysis, five different Walker Delta type satellite constellation structures, adequately chosen, were considered. Results have shown that the current pfd limits may impose undue constraints to non-GSO systems operating in this band. Therefore, a methodology to investigate a more adequate pfd limiting mask is presented. The application of this methodology leads to an alternative mask that approaches the current pfd limits for the geostationary satellites when the number of satellites in the non-GSO interfering system is equal to one. An evaluation of the proposed pfd mask shows that it does not impose unnecessary constraints to the non-GSO satellite systems. This, along with other facts, indicates that the proposed pfd limits are, indeed, much more adequate than the current ones.