衛(wèi)星廣播電視信號傳輸過程中抗干擾分析

周擁軍

【摘要】隨著我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，使得科學(xué)技術(shù)得到了相應(yīng)的提升，這也讓廣播、電視等設(shè)備開始普及，也讓當(dāng)前時代進(jìn)入到了信息時代，為了能夠讓通信、廣播等多種信號得到更好的傳輸，就需要對衛(wèi)星進(jìn)行科學(xué)有效的使用。對于衛(wèi)星而言，其實(shí)就是一種開放式的信號傳輸載體，然而衛(wèi)星信號的質(zhì)量會在傳輸?shù)倪^程當(dāng)中受到很多方面的影響，所以應(yīng)該對影響因素進(jìn)行全面分析，并且根據(jù)這些因素制定信號傳輸抗干擾的措施，以此來保障衛(wèi)星能夠更好的傳播信號。

【關(guān)鍵詞】信號傳輸;抗干擾;衛(wèi)星廣播電視

中圖分類號：TN929? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2021.05.006

對于衛(wèi)星廣播電視而言，有著很多方面的特點(diǎn)，就比如調(diào)試容易、覆蓋面廣，造價低、可靠性高、傳播速度快、權(quán)威性強(qiáng)等等，并且衛(wèi)星廣播電視的內(nèi)容還對經(jīng)濟(jì)、文化、政治等重要領(lǐng)域有所涉及，同時還是各國、各政黨、組織對政政治形象、維持全局、政治宣傳的重要設(shè)施，如果對衛(wèi)星廣播電視進(jìn)行破壞攻擊，會對敵方政治領(lǐng)導(dǎo)核心造成直接的影響，同時還會起到震懾軍心、削弱反抗意識的作用，所以在衛(wèi)星廣播電視信號的傳輸當(dāng)中進(jìn)行干擾因素的分析，同時對抗干擾性能進(jìn)行研究，能夠傳輸?shù)姆€(wěn)定性起到重要的意義與作用。

1. 衛(wèi)星廣播電視信號傳輸基本流程

1.1 上行發(fā)射系統(tǒng)

對于廣播信號的傳輸而言，需要現(xiàn)進(jìn)行視頻處理電路與伴音處理電路的混合處理，以此來形成原始的基帶信號，之后在把信號調(diào)制為中頻載波波段信號，通過對信號的放大之后，在利用天線將其發(fā)射到衛(wèi)星當(dāng)中。

1.2 星載轉(zhuǎn)發(fā)器

對于星載轉(zhuǎn)發(fā)器而言，其實(shí)就是進(jìn)行衛(wèi)星傳輸技術(shù)的中轉(zhuǎn)站，只有在對上行反射系統(tǒng)傳輸?shù)闹蓄l調(diào)諧波的接收之后，才能夠?qū)ζ溥M(jìn)行相應(yīng)在轉(zhuǎn)發(fā)，并且還需要實(shí)現(xiàn)最大范圍的覆蓋。除此之外星載轉(zhuǎn)發(fā)器通過都會有著很多種的轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng)，能夠?qū)Σǘ尾煌男盘栠M(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，就比如C、Ku等波段信號。

1.3 地面接收系統(tǒng)

對于地面接收系統(tǒng)而言，其實(shí)就是地面用戶用來對接收信號進(jìn)行直接接收的裝置，主要是通過高頻頭、衛(wèi)星接收機(jī)、天線三個部分組成，三者之間不但有著各自的功能，同時三者還能夠相互結(jié)合組成一個接收整體。其中天線就是對衛(wèi)星型號進(jìn)行直接接收的裝置，能夠根據(jù)與高頻頭的結(jié)合，從而對衛(wèi)星信號進(jìn)行相應(yīng)的放大處理，并且在按照衛(wèi)星接收的設(shè)備需求，對信號進(jìn)行相應(yīng)在轉(zhuǎn)化，讓其能夠成為第一中頻信號，然后在通過衛(wèi)星接收機(jī)對信號進(jìn)行解調(diào)。

2. 衛(wèi)星廣播電視信號傳輸當(dāng)中常見的干擾因素

2.1 自然因素

2.1.1 雨雪天氣干擾

對于雨雪天氣干擾而言，其實(shí)就是日常生活經(jīng)常提到的了雨衰與雪衰現(xiàn)象，其中雪衰就是指電磁波會在雪中衰減，主要是因?yàn)殡姶挪〞豢諝庵行纬傻母鞣N水凝結(jié)物造成衰弱，同時天線還會因?yàn)閽伱娉霈F(xiàn)嚴(yán)重積雪，從而對信號的接收強(qiáng)度造成嚴(yán)重的影響。然而雨衰其實(shí)就是指在雨中電磁波會引起相應(yīng)的衰減，主要是因?yàn)橛晁?dāng)中的雨滴夠?qū)﹄姶挪ㄟM(jìn)行吸收衰減與散射衰減，并且根據(jù)研究數(shù)據(jù)可以看出，工作的頻率越來，那么雨衰的損耗也就會愈大，同樣對電磁波的接收干擾也就會變大。然而對于廣播電視信號的衰減而言，不論是雪衰還是雨衰，都是也隨著電磁波頻率的提高，從而使得衰弱增加，就比如雨雪天氣對Ku頻率的影響，其實(shí)就要比C頻段的影響要大很多。

2.1.2 電離層干擾

對于電離層的干擾而言，其實(shí)主要是對衛(wèi)星傳輸當(dāng)中的低頻信號造成影響與干擾，這主要是因?yàn)樵陔婋x層當(dāng)中，會有著很多的電子，這也就可以說是一個等離子導(dǎo)體，所以在進(jìn)行電磁波信號傳輸?shù)臅r候，就會對其產(chǎn)生相互的作用。一方面就因?yàn)殡婋x層的閃爍現(xiàn)象會對信號頻率的相位與強(qiáng)度造成波動，并且頻率越小，造成的波動也就會越大。另一方面就是信號會受到極化旋轉(zhuǎn)效應(yīng)的影響，使得信號頻率的平方根與法拉第極化旋轉(zhuǎn)量成反比。

2.1.3太陽輻射干擾

由于太陽輻射會對信號產(chǎn)生相應(yīng)的影響，尤其是在太陽風(fēng)暴的爆發(fā)期，太陽會因?yàn)榛顒赢a(chǎn)生大量的X射線與紫外線等輻射能量，從而導(dǎo)致很多的電磁物質(zhì)會在衛(wèi)星的表面進(jìn)行附著，這也就會使得一些曲面與特殊絕緣面之間，出現(xiàn)所謂的太空倉充電現(xiàn)象。然而如果充電電壓足夠大，那也會擊穿衛(wèi)星上的絕緣材料，從而產(chǎn)生絕緣層放電的現(xiàn)象，這也就會導(dǎo)致電子器件、PCB電路的損壞。除此之外，如果在衛(wèi)星倉計(jì)算機(jī)存儲單元的周圍出現(xiàn)了高電量的粒子，這也就很有可能導(dǎo)致存儲單元的狀態(tài)發(fā)生改變，由零變成了一，還會使得系統(tǒng)控制數(shù)據(jù)與程序出現(xiàn)錯誤，從而對衛(wèi)星倉的控制電路進(jìn)行觸發(fā)，以此產(chǎn)生了偽指令。通常情況下，這些偽指令并不會造成很大的影響，但是會對太空艙進(jìn)行偶爾的觸發(fā)，從而讓太空艙飄離到地球，引發(fā)重視事故的出現(xiàn)。

2.2 技術(shù)因素

2.2.1 星載轉(zhuǎn)發(fā)器產(chǎn)生的影響

主要是因?yàn)樾禽d轉(zhuǎn)發(fā)器會在使用當(dāng)中出現(xiàn)一些技術(shù)故障，從而對衛(wèi)星發(fā)射器的信號傳輸造成很大的影響。此外還因?yàn)樾l(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器能夠?qū)Ψ?wù)區(qū)當(dāng)中非法與合法用戶的射頻信號進(jìn)行同時的接收與轉(zhuǎn)發(fā)，然而如果載波頻率和轉(zhuǎn)發(fā)器的接收頻率有著一樣的界限，那么非法用戶就能夠?qū)D(zhuǎn)發(fā)器進(jìn)行非法盜用，并且還能夠在衛(wèi)星空閑的轉(zhuǎn)發(fā)器頻道上對非法節(jié)目與信號進(jìn)行發(fā)射。

2.2.2 節(jié)目源產(chǎn)生的影響

對于節(jié)目源而言，其實(shí)就是指電視衛(wèi)星信號發(fā)射的源點(diǎn)，如果節(jié)目源的儲存與制作存在不當(dāng)現(xiàn)象，就導(dǎo)致系統(tǒng)的連接出現(xiàn)嚴(yán)重的故障的現(xiàn)象，然而這也就會造成用戶接收到的電視畫面出現(xiàn)相應(yīng)的中斷，同時還會出現(xiàn)揚(yáng)聲器左右播放無法相同的情況，還會對衛(wèi)星廣播電視信號的傳輸穩(wěn)定性產(chǎn)生影響，從而對電視畫面質(zhì)量造成影響。

2.2.3 天線產(chǎn)生的影響

如果對傳播衰弱的原因進(jìn)行相應(yīng)的考慮，那么對于電磁波頻率就不易擴(kuò)大，所以這也就需要天線應(yīng)該對口徑的大小保持一致，從而對天線主波束寬度較寬接收干擾信號就越多的情況進(jìn)行預(yù)防。在地面空間當(dāng)中，會有著各種各樣的信號分布，就比如雷達(dá)系統(tǒng)信號、微波信號等等，可是對于返回地面的廣播電視信號，就會使得那些同頻或者是臨頻的地面信號成為噪聲源與干擾源，會使得衛(wèi)星信號的各項(xiàng)指標(biāo)造成劣化，就比如誤碼率、接收載噪比等，就會對信號的質(zhì)量造成嚴(yán)重的下降。

2.2.4 極化隔離度產(chǎn)生影響

隨著極化及頻率復(fù)用技術(shù)的出現(xiàn)從而誕生了極化隔離度的概念，主要是為了對頻率資源進(jìn)行節(jié)約，從而采用一個頻率兩個聲道共用的方式，從而導(dǎo)致兩組獨(dú)立的信息能夠互不干擾的進(jìn)行傳送，除此之外，極化隔離度同時還是對衛(wèi)星傳輸質(zhì)量進(jìn)行反應(yīng)的重要指標(biāo)。然而對于衛(wèi)星廣播電視系統(tǒng)而言，正交極化隔離度主要是傳輸過程當(dāng)中的兩段進(jìn)行取決，就是從星載轉(zhuǎn)發(fā)器到地面接收系統(tǒng)與從而地面發(fā)射系統(tǒng)到星載轉(zhuǎn)發(fā)器，如果沒有對極化調(diào)整進(jìn)行相應(yīng)的匹配，就會使得極化產(chǎn)生相應(yīng)損耗，并且還會對接收信號的質(zhì)量進(jìn)行降低。

2.2.5 敵干擾設(shè)備攻擊產(chǎn)生的影響

在衛(wèi)星廣播電視信號干擾當(dāng)中，最為嚴(yán)重的就是來自敵方的惡意攻擊，這些攻擊一般都是欺騙式干擾與阻塞式干擾，其中對于欺騙式干擾而言，就是一種強(qiáng)干擾，也能夠被稱為非法圖像干擾，主要是干擾方根據(jù)對正常廣播電視同樣的制式與參數(shù)進(jìn)行采用，讓其能夠在同一個衛(wèi)星當(dāng)中的同一頻點(diǎn)利用發(fā)射大功率調(diào)制波，以此來對正常的廣播電視載波進(jìn)行攻擊，從而對正常圖像造成“馬賽克”，并且還會在載波信號高于正常廣播電視信號功率的時候，使得信噪比能夠到達(dá)接收機(jī)解調(diào)的范圍，以此來對非法圖像進(jìn)行解調(diào)，這也就會產(chǎn)生非常惡劣的影響。對于阻塞式干擾而言，其實(shí)就是一種壓制性的干擾，通常情況下，都是干擾方利用大功率單載波干擾信號的反射，以此來對廣播電視載波進(jìn)行干擾，這也就會導(dǎo)致該路的廣播電視載波信噪比會比接收機(jī)的解調(diào)門限要低，這也就會使得廣播電視信號出現(xiàn)黑屏與中斷的現(xiàn)象。

3.衛(wèi)星廣播電視信號傳輸抗干擾的措施

3.1傳播空間抗干擾

要想對自然因素當(dāng)中的雨雪天氣對信號傳輸質(zhì)量的影響進(jìn)行降低，就需要調(diào)整地面接收系統(tǒng)的天線仰角度數(shù)，在進(jìn)行調(diào)整的時候，還需要對仰角過大的情況進(jìn)行避免，防止天線的反射面存在積雪與積水，不然上行信號反而會減弱，只有對積雪與積水進(jìn)行及時的清除，才能夠?qū)π盘杺鬏斮|(zhì)量進(jìn)行保障，避免信號受到影響。

3.2轉(zhuǎn)發(fā)器抗干擾方法

在使用轉(zhuǎn)發(fā)器的時候，應(yīng)該對業(yè)務(wù)進(jìn)行相對合理的安排，對工作狀態(tài)進(jìn)行科學(xué)的設(shè)置，同時還需要對上行發(fā)射系統(tǒng)的上行能力進(jìn)行全面考慮，以此來對上行業(yè)務(wù)的抗干擾能力進(jìn)相應(yīng)的保障，同時還需要對相鄰轉(zhuǎn)發(fā)器的工作狀態(tài)進(jìn)行兼顧，以此來對系統(tǒng)調(diào)試當(dāng)中造成的干擾行為進(jìn)行有效避免。

3.3極化慮波抗干擾方法

對于極化慮波而言，其實(shí)就是對目標(biāo)的回波干擾與信號進(jìn)行利用，讓其能夠產(chǎn)生極化上的差異，以此來對干擾進(jìn)行相應(yīng)的抑制，并且還能夠?qū)δ繕?biāo)信號進(jìn)行提取。通常情況下，變極化技術(shù)可以說是最為常見的方法，能夠?qū)Ω蓴_波的極化形式進(jìn)行不斷的自動檢測，同時還能夠?qū)ψ儤O化天線進(jìn)行自動控制，讓其能夠?qū)Ω蓴_波的極化方式進(jìn)行使用，并且還能夠讓信號與干擾的極化系統(tǒng)能夠一直保持最大的系數(shù)差別，以此來達(dá)到最大程度對干擾進(jìn)行衰減，并且還能夠?qū)ο到y(tǒng)抗干擾能力進(jìn)行相應(yīng)的提升。

4. 結(jié)語

隨著我國科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，使得衛(wèi)星廣播電視技術(shù)得到相應(yīng)的提升，并且在人民的日常生活當(dāng)中越來越重要，在作戰(zhàn)應(yīng)用當(dāng)中地位也越來越高，可是在對衛(wèi)星廣播電視傳播技術(shù)使用的過程當(dāng)中依然存在著一些缺陷，這也就需要把衛(wèi)星廣播電視技術(shù)與現(xiàn)代新型技術(shù)進(jìn)行不斷的結(jié)合，并且還需要對裝備設(shè)備加強(qiáng)升級，讓衛(wèi)星廣播電視技術(shù)的抗干擾能力進(jìn)行相應(yīng)的提升，從而對衛(wèi)星廣播電視傳輸安全進(jìn)行相應(yīng)的保障。

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