浅谈卫星通信中的常见干扰及其处理措施

关丽 张培培 贾佳

【摘 要】随着科学技术的日益发展，卫星通信经越来越多地被利用在信号的传递方面，对于传输广播电视信号起到了极为重要的作用。本文先介绍了卫星通信的定义、组成和特点，进而对其通信中不可避免地存在各种干扰进行分析，并对解决各种干扰问题做相应处理措施的阐述。

【关键词】卫星通信 干扰 应对措施

一、卫星通信的基础知识

卫星通信简单地说就是地球上（包括地面和低层大气中）的无线电通信站间利用卫星作为中继而进行的通信。卫星通信系统由卫星和地球站两部分组成。

卫星通信系统以通信卫星为中继站，与其它通信系统相比较，卫星通信有如下特点：（1） 覆盖区域大，通信距离远；（2） 具有多址连接能力。地面微波中继的通信区域基本上是一条线路，而卫星通信可在通信卫星所覆盖的区域内，所有四面八方的地面站都能利用这一卫星进行相互间的通信；（3） 频带宽，通信容量大。卫星通信采用微波频段，传输容量主要由终端站决定，卫星通信系统的传输容量取决于卫星转发器的带宽和发射功率，而且一颗卫星可设置多个转发器，故通信容量很大；（4） 通信质量好，可靠性高。卫星通信的电波主要在自由（宇宙）空间传播，传输电波十分稳定，而且通常只经过卫星一次转接，其噪声影响较小，通信质量好；（5） 通信机动灵活。卫星通信系统的建立不受地理条件的限制，地面站可以建立在边远山区、海岛、汽车、飞机和舰艇上；（6） 电路使用费用与通信距离无关。地面微波中继或光缆通信系统，其建设投资和维护使用费用都随距离而增加。而卫星通信的地面站至空间转发器这一区间并不需要投资，因此线路使用费用与通信距离无关。

二、卫星通信中的常见干扰

卫星通信受自身特点的限制和环境的影响，不可避免地存在各种干扰，特别是其开放式的系统，使用透明转发器，更容易受到一些不可预见的恶意干扰，下面谈谈常见的几种干扰：

1、地面干扰。地面干扰是卫星干扰最为普遍的一种干扰形式。产生地面干扰主要包括两方面的内容：一方面是电磁干扰。由于地面存在着大量的微波、雷达、无线电视、调频广播、工业电噪声等，这些干扰源串入用户站，通过上行链路发射造成上行干扰或串入下行链路造成接收干扰。另一方面就是互调干扰。一般在卫星通讯处于多载波的状态时，其自身的功放容量总量有限，往返的信号传递中，力度不够，不能够有效地对数据进行传递。在信号运行中，往往会出现三阶互调分量超额或者是发射率不合格等方面的问题。

2、空间干扰。空间干扰是卫星通信干扰中的重要方式。空间干扰主要包括了邻星干扰和相邻信道干扰。随着卫星通信的高速发展，同步轨道卫星越来越多，卫星间隔由原来的5度左右降低到现在的2.5度左右，难免会出现这种邻近的卫星干扰，这种被干扰的信号超出了原来信号的覆盖率，其容易被掺杂其邻近卫星的信号，传输的信号效果不好。

相邻信道干扰主要是用户载波频率分配与相邻信号的频带出现重叠，没有足够的保护带宽；用户载波频谱特性不符合要求，噪底过高或出现副瓣。

3、自然干扰：（1）雨衰。降雨过程中出现的雨滴是干扰卫星通讯的重要因素。我们这里提到的雨滴会根据风向与卫星信号传递过程中的方向不同而会产生信号吸收和信号散射的不同干扰情况；（2）日凌。每年春分和秋分前后，在卫星地球站所在地的每天中午时分，卫星将处在太阳与地球之间的直线上，这时卫星地球站天线在对准卫星的同时也对准太阳，使太阳产生的强大的电磁波是个巨大的噪声源，对其所接收的卫星信号造成干扰从而使接收链路严重恶化甚至中断，这种现象即称为卫星通信的“日凌现象”；（3）电离层闪烁。当电波穿越电离层时，由于电离层结构的不均匀性和随机时变性，造成信号的振幅、相位、到达角等特性短周期变化，形成电离层闪烁。3GHZ频率以下，电离层闪烁是最为严重的电离层现象。

4、人为干扰

人为干扰是目前对卫星信号干扰影响很大的一种干扰方式。由于现阶段我们所使用的卫星都是采用透明转发器，对地面传来的信号只是变频转发而不加以任何处理，其主要部件之一是高功放器件，一般为行波管放大器（TWTA）或固态功放（SSPA）。这两种器件最主要的特点是当输入功率小于饱和点时，可以近似地认为工作在线性区，而当输入功率进一步增大超过该电平时，功率放大器就进入饱和区或过饱和区。在过饱和区，不仅输出功率大大降低，而且出现大信号压缩小信号，即所谓的“功率掠夺”现象或“功率占用”。

三、处理卫星通信中常见干扰的措施

为了确保卫星通信的正常发展，确保卫星信号不被干扰，针对上述通信中常见干扰提出一些应对措施：

1、加强设备的入网验证测试和选址的环境电磁测试。加强设备的入网验证测试，确保杂波功率限制在规定的范围之内。正确设置设备的工作点、调整或更换设备，对设备进行合理匹配组合，消除超标杂波。另外，对所有的卫星地球站选址时进行环境电磁测试，尽量减少避免的电磁干扰。

2、转发器用户之间要加强沟通。目前，我国很多地区的节目都是共同使用一个转发器，，因此同一个转发器用户相互之间应该加强沟通，互相监测，不要随意加大上行功率，以保证转发器能够随时保持在线状态，不被其他干扰。

3、加强卫星通信技术。加强卫星通信是解决卫星通信受到影响的重要措施，比如自然干扰，属于天文自然现象，无法避免，但可以采取一定的措施減少对卫星通信的影响，这就需要提升和研发卫星通信系统的抗干扰能力。

4、加强对不法分子的打击。对于人为干扰，我们应该进一步加强卫星通信工作的保护措施，不给不法分子可乘之机，结合实际制订应急处理预案，堵截非法信号的传输渠道，保证卫星通信业务正常进行。

四、总结

卫星通信是信号传输的重要工具，从介绍卫星通信的特点中找出其在通信过程中存在的几个常见干扰，针对上述存在的问题，从加强设备的入网验证测试和选址的环境电磁测试、转发器用户之间要加强沟通、加强卫星通信技术、加强对不法分子的打击等方面介绍了解决的措施。只有这样，才能有效地保证通信卫星信号不被干扰，确保卫星通信信号的有效传输。

参考文献：

[1]张德文，高洪旺撰写：《卫星通信系统的非自然干扰产生原因及分析》。

[2]程相波，李新科编著：《卫星通信原理》。

[3]《科技创新导报》，2009年06期。