衛(wèi)星傳輸空間電磁干擾問題研究

吳廣賢

（吉林省廣電局，吉林 長春 130033）

一、衛(wèi)星干擾的特點(diǎn)

1 定位比較難

衛(wèi)星覆蓋的范圍很廣，而且衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器具有開放性的特點(diǎn)，任何在衛(wèi)星覆蓋波束內(nèi)的地面站，都可以發(fā)射載波到衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器上。并且各衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的地球站數(shù)量很多，在沒有相關(guān)輔助信息的情況下，需要花費(fèi)大量的時(shí)間及人力物力才能排查到干擾源。而非法盜用轉(zhuǎn)發(fā)器資源，以及惡意干擾現(xiàn)象的存在，更增加了定位干擾源的難度。

2 經(jīng)常性

衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)干擾存在于用戶衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的整個(gè)運(yùn)行期內(nèi)，某種意義上講，處理衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)干擾可以被看做是衛(wèi)星運(yùn)營商管理工作的一項(xiàng)主要任務(wù)。

二、衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)干擾的來源

1 因技術(shù)原因產(chǎn)生的干擾，此類多為地面設(shè)備故障或誤操作等技術(shù)原因所致。此類型干擾占到全部干擾數(shù)量的90%以上。

2 惡意干擾，一般是有目的的破壞或者存在重大經(jīng)濟(jì)利益的惡意競爭而采取的干擾。干擾方利用衛(wèi)星地面站天線，對準(zhǔn)選定的靜止衛(wèi)星，發(fā)射比正常功率大得多的干擾信號(hào)，使地面接收設(shè)備無法接收或者接收質(zhì)量嚴(yán)重下降。

三、具體的干擾方式有

1 正交極化干擾

雖然在用戶正式開通業(yè)務(wù)前，衛(wèi)星公司會(huì)對用戶地面站的天線極化和載波功率進(jìn)行標(biāo)定，但在用戶網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行期間，地面站的上述發(fā)射性能有可能發(fā)生變化，一旦衛(wèi)星天線極化隔離度惡化，或者載波超功率發(fā)射，就會(huì)對反極化用戶業(yè)務(wù)產(chǎn)生干擾。此時(shí)，衛(wèi)星公司一般將安排用戶調(diào)整設(shè)備、重新進(jìn)行上星標(biāo)定。

2 中頻引入的干擾

若用戶地面站中頻電纜屏蔽或接地不好，極易將本地的調(diào)頻廣播或其他信號(hào)引入上行系統(tǒng)并發(fā)射到衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器，造成對其它衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的干擾，衛(wèi)星公司一般會(huì)通過解調(diào)干擾信號(hào)，比對各用戶射頻發(fā)射參數(shù)并安排相關(guān)地面站協(xié)查，這樣可以有效地排查出干擾源。徹底解決干擾問題需要地面站做好相應(yīng)的系統(tǒng)或者傳輸線路的電磁屏蔽工作。

3 雜散干擾

雜散干擾在時(shí)間上和頻譜上沒有規(guī)律，多為地面站發(fā)射設(shè)備故障所致。衛(wèi)星公司一般會(huì)協(xié)調(diào)有關(guān)可能的地面站進(jìn)行同時(shí)協(xié)查，但是需要較長時(shí)間，在干擾定位之前，如有關(guān)地面用戶的衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)需要支持，衛(wèi)星公司也可根據(jù)情況改變受影響的轉(zhuǎn)發(fā)器的增益檔設(shè)置以減少干擾影響，但此時(shí)需要用戶地面站相應(yīng)提高發(fā)射功率配合。

4 轉(zhuǎn)發(fā)器過飽和工作引起干擾

由于使用同一轉(zhuǎn)發(fā)器上的各用戶自行提高發(fā)射功率，造成轉(zhuǎn)發(fā)器過飽和工作，產(chǎn)生互調(diào)產(chǎn)物并導(dǎo)致轉(zhuǎn)發(fā)器噪聲的抬高，從而導(dǎo)致用戶業(yè)務(wù)的傳輸鏈路質(zhì)量受到影響。此時(shí)，需要由衛(wèi)星公司協(xié)助相關(guān)轉(zhuǎn)發(fā)器用戶降低發(fā)射功率，從而降低噪聲，提高信號(hào)傳輸質(zhì)量。

5 鄰星干擾

包括鄰星上行干擾和下行干擾。上行干擾是由于鄰星地面站發(fā)射天線指向未調(diào)整好或者天線方向性差所致，一般需要衛(wèi)星公司協(xié)調(diào)鄰星的運(yùn)營商予以解決。下行干擾則是由于地面站本身天線指向誤差或方向特性差，引入鄰星干擾，這時(shí)需要地面站調(diào)整天線指向，改善天線方向性能。

6 授權(quán)地面站誤操作引起干擾

地面站進(jìn)行設(shè)備檢修或臨時(shí)測試時(shí)，由于載波參數(shù)設(shè)置錯(cuò)誤（頻率、極化和調(diào)制等）造成對其他轉(zhuǎn)發(fā)器用戶的干擾，這種情況通常需要衛(wèi)星公司根據(jù)掌握的全面情況快速聯(lián)絡(luò)排查，為了轉(zhuǎn)發(fā)器用戶的共同利益，各用戶應(yīng)該加強(qiáng)與衛(wèi)星公司在日常維護(hù)操作上的聯(lián)絡(luò)呼應(yīng)，這不失為一個(gè)好的運(yùn)行機(jī)制。

7 非法盜用轉(zhuǎn)發(fā)器資源

一些未經(jīng)授權(quán)的用戶非法盜用轉(zhuǎn)發(fā)器資源，由于干擾來源的查找和定位比較復(fù)雜，正常運(yùn)行的衛(wèi)星公司很少采用這種方式排查盜用資源者 ，一般情況下，采取加阻塞盜用信號(hào)的辦法進(jìn)行處理，這也是衛(wèi)星保護(hù)合法用戶利益的一個(gè)比較有效的辦法。

8 日凌干擾

每年春分和秋分期間，衛(wèi)星都會(huì)受到日凌的干擾，每次持續(xù)時(shí)間為六天左右，日凌產(chǎn)生原因?yàn)檫@段時(shí)間太陽和衛(wèi)星接收天線及衛(wèi)星和衛(wèi)星接收天線之間的夾角很小甚至重合，太陽產(chǎn)生的強(qiáng)大電磁波直接進(jìn)入接收天線內(nèi)，而它的電磁波頻譜非常寬，相當(dāng)于一個(gè)巨大的噪聲源，此時(shí)衛(wèi)星接收將受到嚴(yán)重影響甚至中斷。日凌現(xiàn)象是沒有辦法完全避免的。但是日凌現(xiàn)象和接收天線的尺寸和衛(wèi)星的下行頻率有關(guān)。接收天線尺寸越大、下行頻率越高則相應(yīng)的日凌干擾時(shí)間會(huì)越短。因此加大接收天線的尺寸有助于降低日凌對節(jié)目接收的影響。

四、衛(wèi)星抗干擾措施

作為衛(wèi)星地面站的抗干擾措施主要有信號(hào)壓制法、空間隔離法、頻率隔離法和信號(hào)處理法等。最常用的是信號(hào)壓制法，是指當(dāng)衛(wèi)星地面站發(fā)現(xiàn)衛(wèi)星信號(hào)被干擾后可以直接加大轉(zhuǎn)發(fā)器發(fā)射功率，增加衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的信號(hào)干擾比，壓制干擾信號(hào)，然后再采取其它措施進(jìn)行分析處理。 頻率隔離法主要是星上轉(zhuǎn)發(fā)器發(fā)現(xiàn)干擾信號(hào)后，轉(zhuǎn)發(fā)器接收機(jī)依據(jù)控制信號(hào)及時(shí)改變發(fā)射頻率以避開相應(yīng)的干擾信號(hào)。

而對于地面衛(wèi)星接收裝置的抗干擾措施，首先是在選擇接收天線的安裝位置時(shí)要盡量避開微波中繼電路附近的地方，因?yàn)槲⒉ê托l(wèi)星發(fā)射接收頻率比較接近，極容易產(chǎn)生干擾，實(shí)在不能避開可以加裝帶通濾波器，將干擾頻率濾掉，并且安裝位置要盡量避開高大建筑物、樹木、大的阻擋物等，做到以天線為基點(diǎn)，角度在3度以內(nèi)不應(yīng)該有阻擋物。

其次可以選擇利用建筑物阻擋在干擾源來的方向，這樣可以最大限度的降低干擾源對衛(wèi)星信號(hào)的影響。也可以將天線安裝在地面以下，只要能夠在衛(wèi)星接收方向上沒有阻擋就可以。另外判斷出干擾波的來源方位，可以在天線的一側(cè)或多側(cè)架設(shè)金屬網(wǎng)遮擋干擾波，將干擾波反射回去。金屬網(wǎng)架設(shè)高度需超過衛(wèi)星天線上的高頻頭，且不能擋到衛(wèi)星信號(hào)的行進(jìn)路線。由于C波段信號(hào)波長在71.4mm到88.2mm之間，如果采用金屬網(wǎng)屏蔽干擾波，為防止干擾波漏進(jìn)金屬網(wǎng)，網(wǎng)孔孔徑應(yīng)小于最短波長71.4mm的1/4，即小于17.85mm。

還要盡量縮短室外單元和室內(nèi)單元的連接電纜的長度，因?yàn)榫€路過長會(huì)將附近的電磁干擾感應(yīng)到電纜內(nèi)，這樣會(huì)影響衛(wèi)星節(jié)目的接收質(zhì)量。

結(jié)語

綜上所述，解決衛(wèi)星傳輸?shù)碾姶鸥蓴_不但要在發(fā)射部分采取有效的技術(shù)措施 防止上行信號(hào)產(chǎn)生干擾，而且在接收部分也要采用適合的方式降低干擾源的影響。

[1]衛(wèi)星中的電磁兼容問題[J].靜電基礎(chǔ)理論應(yīng)用技術(shù)研究。