过境卫星对广电专用卫星的干扰及应对措施

张小平,郭亚丽

(1.内蒙古新闻出版广电局五〇一台，内蒙古 呼和浩特 010070；2.内蒙古广播电视台总工办，内蒙古 呼和浩特 010058)

过境卫星对广电专用卫星的干扰及应对措施

张小平1,郭亚丽2

(1.内蒙古新闻出版广电局五〇一台，内蒙古 呼和浩特 010070；2.内蒙古广播电视台总工办，内蒙古 呼和浩特 010058)

作为广播电视信号三大传输手段之一的卫星传输技术，在当前仍然扮演着重要角色。卫星传输系统是一个开放系统，易受到外界信号的干扰。过境卫星干扰由于其具有隐蔽性、特殊性，给广播电视卫星传输带来许多不利影响。结合工作实际，通过介绍近年来发生的干扰实例，对过境卫星干扰的机理进行分析，提出减小干扰的有效措施，为同行提供一定的借鉴作用。

过境卫星；干扰分类；机理分析

由于广播电视卫星传输比其他广播电视技术传输手段的影响范围更广，因此，对卫星传输的安全性显得更加关注，尤其是卫星传输的外部干扰，对广播电视卫星传输的影响较大。卫星传输的外部干扰一般有邻星干扰、邻信道干扰、过境卫星干扰、非授权使用、日凌及恶意干扰等。本文将分析过境卫星对广电专用卫星传输干扰的机理进行分析，并结合工作实际提出减小干扰对卫星电视安全播出影响的有效措施。

静止卫星工作的轨道位置间隔必须满足不小于2°，才能满足下行接收站可靠接收。然而工作在赤道平面的卫星日益增多，新旧卫星更替也较多，这样在卫星间隔的2°范围内，可能出现其他卫星做轨道位置调整、变化的操作，这时实际轨道位置间隔小于2°。如果该通信卫星与在轨卫星处于同一频段、同一覆盖区域，未有效关闭转发器时，就会影响原有在轨卫星用户的正常工作，甚至通信中断[1-3]。

1 过境卫星干扰分类

为了更加直观地理解过境卫星干扰分类，首先由图1分析卫星的组成。为了简化卫星系统的组成，图中省略了电源分系统和温控分系统。

图1中，遥测和指令分系统组成卫星的测控系统，遥测实现地球上的测控站对卫星上的设备工作状况的监测，包括设备的电流、电压和温度等状态信息，以及各传感器的状态数据。卫星指令系统包括地面对卫星的位置及姿态控制的指令，卫星位置控制指令包括在卫星发射过程中控制使用的指令及在轨位置控制。姿态控制指令是确保卫星天线始终对准有效覆盖区域运行。此外还有主备设备切换及转发器开启与关闭等指令。

通信分系统就是用于通信业务传输的转发器。主要功能是为了实现对具体传输业务接收、处理和转发的能力。其他各分系统都是确保其正常工作的。

图1 通信卫星组成

天线分系统包括遥测与指令分系统使用的全向天线和通信分系统使用的卡塞格伦旋转抛物面天线。

遥测与指令之所以使用全向天线是因为不管在哪种姿态下都可以可靠地向地面发送遥测数据、信标信号，同时接收来自地面的指令信号。

过境卫星使用这两种类型的天线收发信时，势必会对广电专用卫星形成通信干扰，严重影响正常的通信。

因此，过境卫星干扰分类主要包括：卫星测控站的测控信号干扰和过境卫星的镜像干扰。卫星测控站的测控信号干扰又包括卫星遥测信号的干扰和卫星测控信号的干扰。

2 卫星遥测信号的干扰和卫星测控信号的干扰机理分析

卫星遥测，就是地面测控站远距离测量卫星的工作状态，并将测量数据返回测控站， 测控站完成遥测信号的解调，遥测数据的采集、记录和处理，为进一步分析做好准备。

卫星遥测信号通常使用C频段传输，雨衰较小，占用C频段高端或低段。卫星遥测信号一般是下行信号，其下行的EIRP(等效全向辐射功率)值为15 dBW左右，广播电视卫星传输的6 MHz带宽的载波EIRP大约为30 dBW，这样遥测信号显得相对较小，不会影响广电业务传输，过境广电专用卫星时在相应频点可测到遥测信号。

卫星测控信号是上行控制信号。其上行功率国内要求在75 dBW左右，漂星过程出于安全考虑在85 dBW左右，广电要求一路电视载波上行的EIRP在65～75 dBW之间，若上行卫星测控信号落在广播电视卫星业务频段，就会对广播电视传输产生严重干扰,并且将转发器推饱和，广电业务载波受到抑制，影响广电业务正常播出。

3 过境卫星的镜像干扰机理分析

过境卫星的镜像干扰主要是指过境广电专用通信卫星时，通信分系统的转发器未有效关闭，导致地面上行站发射的载波信号同时被过境卫星转发至地面。这样在两颗卫星重叠覆盖区域，地面卫星接收站同时接收到被两颗卫星转发的载波信号，它们传输路径不相同，到达接收点的相位也不同，互相干扰导致接收质量劣化，从而影响正常接收。目前卫星所采用的转发器类型仍以“弯管”型为主，在星上未进行再生处理，载波被直接变频、放大转发到地面，这样镜像干扰也就很好理解了[4-5]。

图2是镜像干扰示意图。实线为正常通信链路，虚线为镜像干扰链路。以中星6B卫星传输的内蒙古卫视为例进行说明。

图2 镜像干扰示意图

与过境卫星的镜像干扰类似的另一个外部干扰为邻星干扰，二者易混淆。邻星干扰是指处于同一频段、同一覆盖区域轨道位置相隔较小的两颗卫星运行时，彼此互相干扰正常工作。邻星干扰有上行被干扰和下行被干扰之分，上行被干扰是指邻星上行系统天线的旁瓣信号被广电专用卫星接收形成干扰。下行被干扰是指接收广电专用卫星信号的接收站同时接收来自邻星卫星信号形成的干扰。如图3所示。实线为两个正常通信链路，虚线为邻星干扰链路。

图3 邻星干扰示意图

4 过境卫星干扰发生时的现象

由于笔者长期工作在值班一线，2011年10月6日也亲历了一次过境卫星干扰过程，内蒙古卫星地球站当日下午 15:45 发现抗干扰自动增益系统中接收1(11 m天线接收)、接收2(3 m天线接收)、异地接收载噪比等幅下降，如图4所示。频谱未见异常(模拟频谱仪)。16:12青海卫视频谱高出本台频谱，本台自动增益系统提升功率为400 W，16:15提升到1 980 W，后经请示逐渐降功率到317 W，此时青海卫视无信号， 17:05本台接收信号全无，17:05青海卫视恢复信号，经查实是上海卫视代播，17:09指挥中心通知本台切换上变频、天线开关、髙功放等主备机，18:01沙河站代播内蒙卫视，18:22接收1、2，异地接收载波正常，18:29 11 m天线接收正常，18:34本台恢复正常播出。这是笔者当时的值班日志，可以看出，干扰发生时最直观的现象是载噪比下降，转发器的其他两省卫视也出现同样的故障现象。载噪比下降跌破下限后，抗干扰系统开始提升功率抗击干扰，可是同转发器3个卫视载波都在提升功率，出现转发器功率争夺，转发器互调干扰导致3个卫视全部中断。手动降功率到正常值也没有恢复播出，误认为是地球站设备问题，后来发现是过境卫星干扰，这也是近年来第一次过境卫星镜像干扰，由于缺乏经验，给故障排除带来许多困难，不过通过这次经历，给同行提供一些宝贵的经验，为安全播出提供一些见解。

1)发生干扰时，第一时间判断为过境卫星干扰的方法

(1)上行站自环信道传输质量保持不变，但各接收天线信道传输质量出现等幅下降，严重时，载噪比跌破下限，进而导致接收中断。它是一个渐进等幅下降过程，一般要经过一段时间，需注意观察这一变化过程，有必要与同转发器用户联系，看是否与本站现象一致。若一致，很有可能是过境卫星干扰。

(2)抗干扰自动增益系统启动，自动提升发射功率，使得转发器工作在饱和状态，通信中断。如图4所示。此现象要与1和3的现象结合，进行综合分析判断，是否为过境卫星干扰。

图4 抗干扰自动增益系统界面(截图)

(3)在接收信道层分析，通过数字频谱仪观察会有同一载波叠加。如图5所示，它是在正常载波下面叠加了镜像干扰载波。

图5 镜像干扰频谱图(截图)

注意区分过境卫星干扰和非法干扰，如果是过境卫星干扰，转发器工作在MCPC方式时，一般同转发器所有节目均受到影响，而非法干扰通常某套节目受干扰。这一现象需在未提升功率前进行观察。

2)影响过境卫星干扰程度的相关因素

(1)与地面收发天线直径有关，直径越大，影响程度越小。

天线直径越大，其半功率角越小，即波束越窄，影响越小。国内广电卫星上行站天线直径都较大。

(2)与两颗卫星转发器SFD(饱和通量密度)设置有关。

SFD大小设置接近时，影响最为严重。一般广电专用卫星与过境卫星SFD设置值较小，广电卫星上行站功率较大，易受到镜像卫星转发、放大。

(3)与两颗卫星的覆盖区域有关，同转发器节目不同区域影响程度不一致。

5 减小干扰对卫星电视安全播出影响的有效措施

1)应对卫星下行遥测信号干扰的有效措施

首先分析遥测信号频率，是否与广电业务频率重叠，若频率重叠，则看干扰卫星是否可以在过境时将其遥测信号关闭。如果可以关闭，注意观察广电业务载波状态；如果不能关闭遥测信号，要准确掌握其过境时间，广电做好应对准备，此时可以将抗干扰自动增益系统设置为手动，并根据情况适时提升上行功率，确保广电业务绝对安全。

2)应对卫星上行测控信号干扰的有效措施

如果卫星上行测控信号频率与广电业务频率重叠，则要求卫星过境时，严禁上行卫星测控信号。严禁在广电专用卫星轨道位置附近进行卫星发射前测控演练。

3)应对过境卫星未关闭转发器干扰的有效措施

在上行站日常值班过程中，若判断为过境卫星镜像干扰时，广电卫星公司应及时通知过境卫星公司采取有效措施，将过境干扰的影响降到最低。若不能有效关闭转发器，采取如下措施来有效减小过境干扰的影响：

(1)如果已受到镜像干扰，卫星公司应该将转发器的SFD设置值增大，与此同时进一步减小业务载波的上行功率值，来降低镜像干扰的影响程度。

(2)如果已受到镜像干扰，卫星上行站应将抗干扰自动增益控制系统设置为手动模式，特别是多载波工作的转发器，必须设置为手动状态。

6 结束语

据不完全统计，2011年以来，镜像卫星干扰广电卫星共发生3次，应该足以引起重视，通过本文的分析，从原理上、现象上更加清晰地理解过境干扰故障，为今后确保卫星电视安全播出起到积极的促进作用。

[1] 贾玉仙.相邻卫星间干扰计算及协调方法[J].数字通信世界.2014(4)：20-25.

[2] 刘进军.卫星电视原理[M]. 北京：国防工业出版社，2009.

[3] 刘进军.卫星电视技术[M]. 北京：国防工业出版社，2008.

[4] 刘洪才.广播电视卫星数字传输技术[M]. 北京：中国广播电视出版社，2003.

[5] 车晴，张文杰，王京玲.数字卫星广播与微波技术[M]. 北京：中国广播电视出版社，2004.

Interference and Response of Transit Satellite on Broadcast Television Special-purpose Satellite

ZHANG Xiaoping1,GUO Yali2

(1.Station501，InnerMongoliaAutonomousRegionAdministrationofPress，Publication,Radio，FilmandTelevision,Hohhot010070，China; 2.ChiefEngineeringOffice,InnerMongoliaRadioandTVStation,Hohhot010058,China)

As one of the three broadcast television signal transmission method of satellite transmission technology, still plays an important role in the current. Satellite transmission system is an open system, susceptible to interference from outside signals. Transit satellite interference because of its hidden nature, particularity, has brought many negative effects to the radio and television satellite transmission. In this paper, combined with the actual work, through the example of interference occurred in recent years, the mechanism of the transit satellite are analyzed, some effective measures are proposed to reduce the interference, and provide the reference for colleague.

transit satellite; classification of interference; mechanism analysis

TN927

A

10.16280/j.videoe.2015.17.026

2015-05-05

【本文献信息】张小平.过境卫星对广电专用卫星的干扰及应对措施[J].电视技术,2015，39(17).

张小平(1980— )，硕士，高级工程师，现任内蒙古新闻出版广电局五〇一台技术科科长，主要从事卫星传输系统维护与设计工作，研究方向为广播电视卫星传输技术。

郭亚丽(1967— )，女，专科，主研电子工程。

责任编辑：闫雯雯