衛(wèi)星通信中的干擾因素及相應措施總匯

衛(wèi)星通信具有傳輸距離遠、覆蓋面廣、不受地理條件限制、通信頻帶寬、容量大等優(yōu)勢，在廣播電視上廣泛應用，成為我國電視節(jié)目傳輸?shù)闹匾乐?。但衛(wèi)星通信受自身特點的限制和環(huán)境的影響，不可避免地存在各種干擾，非凡是其開放式的系統(tǒng)，使用透明轉發(fā)器，更輕易受到一些不可預見的惡意干擾。下面談談常見的幾種干擾及其處理措施。
　　
　　1.地面干擾
　　（1）地球站設備的雜波干擾。產生干擾的原因包括：設備雜散指標不合格，工作載波中帶有雜波或諧波；調制器、上變頻器輸出電平過高，或者“功放”工作非線性，出現(xiàn)頻譜擴散；上變頻器、功放的工作點設置不當，造成載波噪聲。
　　
　　處理好這類干擾需要嚴格做好設備的入網驗證測試，確保雜波功率限制在規(guī)定的范圍之內；認真研究設備的使用操作說明，正確設置設備的工作點、調整或更換設備，對設備進行合理匹配組合，消除超標雜波；嚴格按照入網測試時標定的功率電平工作，定期進行各環(huán)節(jié)測試；設備更新時先通電經測試確認指標合格再投入使用。
　　
　?。?）電磁干擾。由于地面存在著大量的微波、雷達、無線電視、調頻廣播、尋呼業(yè)務、工業(yè)電噪聲等，這些干擾源串入用戶站，通過上行鏈路發(fā)射上星造成上行干擾或串入下行鏈路造成接收干擾；用戶站設備接地不良，接地電阻過高；電纜屏蔽性能差，電纜插頭接地不良；鏈路電平配置不合理。
　　
　　所有的衛(wèi)星地球站在選址時都已經進行過環(huán)境電磁測試，都應該符合建站要求，但隨著社會的發(fā)展，城 市建設的擴張，一些原來處于市郊、電磁環(huán)境比較好的地球站受到干擾會越來越多。對于接收用戶站來說，所處的環(huán)境更是復雜多樣，受到電磁干擾隨處可見。在日常工作中應經常檢查所有設備接地是否可靠、機房總接地電阻滿足設備要求、站內連接室內外設備的電纜必須具有良好的屏蔽性能，應采用雙屏蔽電纜，接頭連接良好；發(fā)現(xiàn)干擾及時分析判定，查出干擾來源點，縮小查找范圍；采確ê痛朧┡懦?扇擰Ｎ頤竊?約父齜從徹愣?朗詠諛拷郵詹緩玫牡胤澆?泄?檔夭饈裕?⑾終廡┑胤蕉際怯捎詬澆?加邢嘟?德飾⒉ǜ扇潘??。因此?刑跫?惱居Χㄆ詼宰約褐芪Щ肪辰?脅饈裕?乇鶚嵌宰約核?玫鈉德史段В?緱波段上行6 GHz、下行4 GHz左右，1 GHz左右，70 MHz中頻等頻率進行重點監(jiān)測。
　　
　?。?）互調干擾。一般存在于上行站處于多載波工作狀態(tài)時，由于功放容量儲備不足，回退不夠，三階互調分量超過規(guī)定；或上行發(fā)射功率超標，使衛(wèi)星轉發(fā)器被推至非線性工作區(qū)，導致下行時互調特性惡化。處理方法：嚴格配合衛(wèi)星入網驗證測試，確保上行時三階互調抑制比滿足要求（TWTA：＜-24 dBc,功放回退約7 dB; SSPA：＜- 27dBc，功放回退約6 dB）；確保各載波在調制器、上變頻輸出、功放輸入電平嚴格相等并在功放的線性工作區(qū)，加強上行載波監(jiān)視。
　　
　?。?）交叉極化干擾。上行交叉極化干擾是因為地球站天線系統(tǒng)發(fā)射交叉極化隔離度沒有調整好，導致上行交叉極化分量過大；或天線饋源薄膜受損未能及時更換，有其他物質掉進饋源也會導致交叉極化干擾。接收用戶站天線接收時極化未調整好，導致下行接收受干擾。因此，在上行發(fā)射信號時預先和相關衛(wèi)星測控部門進行天線極化調整和測試，確保發(fā)射天線系統(tǒng)的交叉極化隔離度滿足主軸方向333 dB的要求；經常檢查天線饋源的狀態(tài)，在接收時耐心調整好天線極化，確保所需的接收信號最強時另一極化信號最弱。值得一提的是，對同一副收發(fā)兩用天線，通常發(fā)射極化隔離最好時的極化角并不等于接收極化最好時的極化角,建議在監(jiān)測自身發(fā)射信號或接收同一衛(wèi)星信號時采用另外一副天線。
　　
　　2.空間干擾
　?。?）鄰星干擾。隨著衛(wèi)星通信的高速發(fā)展，同步軌道衛(wèi)星越來越多，衛(wèi)星間隔由原來的5度左右降低到現(xiàn)在的2.5度左右，因此鄰星干擾在我們工作中會逐步增多。鄰星干擾有上行干擾：鄰星系統(tǒng)個別用戶天線口徑小，上行電平過高，功率譜密度超出協(xié)調指標，鄰星個別用戶天線偏向被干擾衛(wèi)星或其旁瓣指向被干擾衛(wèi)星。下行干擾：干擾衛(wèi)星和被干擾衛(wèi)星具有重疊覆蓋區(qū)，在此區(qū)域內，被干擾衛(wèi)星地球站在接收正常信號的同時，其旁瓣接收到鄰星信號。這種干擾與干擾衛(wèi)星的下行信號功率密度和被干擾地球站天線尺寸有關，隨被干擾站天線的尺寸的增加而減少；鄰星個別用戶載波下行電平過高或接收用戶天線未對準，個別用戶追求小口徑天線也會存在鄰星下行干擾。
　　
　?。?）相鄰信道干擾。用戶載波頻率分配與相鄰信號的頻帶出現(xiàn)重疊，沒有足夠的保護帶寬；用戶載波頻譜特性不符合要求，噪底過高或出現(xiàn)副瓣。在入網測試時必須保證上行載波頻譜在分配頻帶范圍之內，并確保載波的調制特性符合衛(wèi)星公司的技術要求。在多載波同一轉發(fā)器使用時也會出現(xiàn)交調干擾，為避免交調干擾，轉發(fā)器必須工作在足夠的回退點?，F(xiàn)在我們國內大多數(shù)省臺上星節(jié)目都是幾個節(jié)目共用一個轉發(fā)器，因此同一轉發(fā)器用戶相互之間也應該加強溝通，互相監(jiān)測，不要隨意加大上行功率，以保證轉發(fā)器工作在線性。
　　
　?。?）個別用戶不規(guī)范操作誤發(fā)信號干擾。有的衛(wèi)星地球站入網操作時誤操作，頻率、速率、糾錯、調制設置有誤；沒有按照程序嚴格測試即上星；新裝設備急于調試，誤操作；甚至個別用戶私自上載波偷發(fā)信號，這些誤動作都會對正常的通信造成影響。上述3種干擾，作為衛(wèi)星轉發(fā)器租用者和廣大接收用戶，可采取的應對措施不多。我們只有加強檢測，發(fā)現(xiàn)上述干擾及時通知衛(wèi)星測控中心，由衛(wèi)星治理者進行各衛(wèi)星或轉發(fā)器使用者之間的協(xié)調處理。
　　
　　3.自然干擾
　　（1）雨衰。當電波在傳輸過程中穿過降雨區(qū)域時，雨滴會對電波產生吸收和散射造成衰減。衰減的大小與雨滴半徑和波長的比值有關，由于C波段波長一般大于雨滴半徑而Ku波段波長與雨滴大小相近，所以降雨對C波段影響比較小而對Ku波段就非常嚴重。為降低雨衰的影響，在進行衛(wèi)星通信時盡可能選擇使天線處于高仰角的衛(wèi)星，這樣可以減少降雨時電波穿越的雨區(qū)距離。但在降雨量大的地區(qū)，如廣州等，處于高仰角天線的主反射面會因暴雨而形成積水對電波造成很大的吸收損耗，非凡是上行，即使C波段也會超出正常的控制范圍，解決的辦法唯有在天線主反射面底部鉆孔加快積水排放。
　　
　?。?）日凌。每年春分和秋分前后，在衛(wèi)星地球站所在地的天天中午時分，衛(wèi)星將處在太陽與地球之間的直線上，這時衛(wèi)星地球站天線在對準衛(wèi)星的同時也對準太陽，使太陽產生的強大的電磁波直接投射在地球站天線上，由于太陽產生的電磁波頻譜很寬，對地球站來說，該電磁波是一個巨大的噪聲源，對其所接收的衛(wèi)星信號造成干擾從而使接收鏈路嚴重惡化甚至中斷，這種現(xiàn)象即稱為衛(wèi)星通信的“日凌現(xiàn)象”。日凌只影響衛(wèi)星的下行鏈路，發(fā)生時間和接收點的地理位置有關，持續(xù)時長和天線的工作頻率及口徑有關。一般來說，春分時，緯度越高地區(qū)日凌開始和結束的日期越早，秋分時相反；若兩地經度一樣，緯度每相差3度日凌開始和結束的日期就會相差1天；假如兩地緯度一樣，經度由西向東每增加2度日凌開始和結束的時間就會晚1 min。接收頻率高，日凌持續(xù)時間短；天線口徑大，持續(xù)時間短。日凌結束后，通信會自動恢復正常。
　　
　?。?）電離層閃爍。當電波穿越電離層時，由于電離層結構的不均勻性和隨機時變性，造成信號的振幅、相位、到達角等特性短周期變化，形成電離層閃爍。電離層閃爍與工作頻率、地理位置和太陽活動情況有關。3 GHz頻率以下，電離層閃爍是最為嚴重的電離層現(xiàn)象。通常，電離層閃爍最嚴重時發(fā)生在春分前后，較為嚴重在秋分前后。電離層閃爍現(xiàn)象通常持續(xù)30 min到數(shù)小時，發(fā)生的時間通常在日落后(18:00)至深夜(24:00)結束。雖然電離層閃爍主要發(fā)生在3 GHz頻率以下，但在4 GHz也有明顯的影響。據(jù)統(tǒng)計，在4 GHz，電離層閃爍可能造成超過10 dB的峰峰值變化。
　　
　　（4）衛(wèi)星蝕。每年的春季和秋季,在天天的特定時間內,衛(wèi)星將進入地球的陰影區(qū)域,此時衛(wèi)星見不到太陽光，太陽能電池不能提供電能,衛(wèi)星只能依靠蓄電池或燃料電池供電,這一階段稱做“星蝕期”。以前衛(wèi)星蝕對衛(wèi)星通信的影響是很嚴重的，但現(xiàn)在衛(wèi)星供電系統(tǒng)已經有了很大的改進，在衛(wèi)星蝕期間備用電源足以保持衛(wèi)星正常工作，因而不會對衛(wèi)星通信造成影響。
　　
　　這幾種自然干擾是天文自然現(xiàn)象，無法避免，但可以采取一定的措施減少對衛(wèi)星通信的影響，如改進衛(wèi)星供電系統(tǒng)就完全克服衛(wèi)星蝕造成的影響。
　　
　　最后討論一下*不法分子對我國鑫諾衛(wèi)星實施的惡意干擾。
　　
　　由于現(xiàn)階段我們所使用的衛(wèi)星都是采用透明轉發(fā)器，對地面?zhèn)鱽淼男盘栔皇亲冾l轉發(fā)而不加以任何處理，其主要部件之一是高功放器件，一般為行波管放大器（TWTA）或固態(tài)功放（SSPA），這兩種器件最主要的特點是當輸入功率小于飽和點時，可以近似地認為工作在線性區(qū)，而當輸入功率進一步增大超過該電平時，功率放大器就進入飽和區(qū)或過飽和區(qū)。在過飽和區(qū)，不僅輸出功率大大降低，而且出現(xiàn)大信號壓縮小信號，即所謂的“功率掠奪”現(xiàn)象或“功率占用”，同時由于非線性的因素，還會出現(xiàn)大量寄生互調分量。為避免將衛(wèi)星上功放推入飽和區(qū)或過飽和區(qū)，在使用中一般要實行嚴格的上行功率控制，或在高功放前加限幅器，盡可能使透明轉發(fā)器可以避免功放工作在過飽和區(qū)。但是假如存在惡意的大功率上行干擾，轉發(fā)器仍然有可能工作在非線性區(qū)，依然存在“功率掠奪”現(xiàn)象，致使正常通信業(yè)務信號或廣播電視信號被壓縮。
　　
　　對星上轉發(fā)器實施干擾目前主要有堵塞式干擾和插播干擾兩種形式。堵塞式干擾是指強占轉發(fā)器的功率，將轉發(fā)器全部阻塞，使通過該轉發(fā)器的電視廣播或通信業(yè)務全部癱瘓。其干擾源的頻譜可以與正常信號重疊，也可以不重疊。插播干擾，即利用前面提到的“功率掠奪”插播非法信號，使正常工作的接收臺站收到干擾方的非法信號。*不法分子正是利用衛(wèi)星透明轉發(fā)器的弱點干擾我們的正常衛(wèi)星電視廣播 .