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广播卫星信号接收中的干扰及应对措施

2019-11-30董少华

电子技术与软件工程 2019年1期
关键词:转发器极化广播

文/董少华

进入二十一世纪以来,我国科学技术领域取得了突飞猛进的发展,其中卫星通信技术方面的成就最为显著,不仅大大提高了我国高端领域的现代化水平,还为人们的生产生活带来极大的便利。在广播信号传播领域,卫星通信技术的优势得以有效发挥,但同时受到自然因素以及人为因素的影响,广播卫星信号的接收方面还存在诸多问题。因此,必须加强对广播卫星信号接收的干扰因素进行综合分析,并采取相应的措施,以保证广播信号接收的质量。

1 广播卫星信号接收中的干扰因素

1.1 太阳辐射与电离层因素

(1)太阳辐射对广播卫星信号的影响在于,太阳风暴爆发过程中,太阳中的带电粒子流与地球磁场相互作用而导致地磁暴的形成,对卫星信号的接收产生严重干扰。

(2)电离层分布相对不均衡,同时其瞬变性较强,电磁信号在电离层内传输过程中,会出现闪烁以及散射等多种反应,从而对卫星信号的接收产生一定干扰。

1.2 电磁因素

现阶段,电磁设备以及信号设备的大量应用,促使其产生的电磁波、微波等成为干扰广播卫星信号接收的重要因素。同时由于电缆屏蔽与电力设备接地不到位等问题,常常造成干扰信号沿下行链路进入到用户端,从而干扰卫星信号的接收。

1.3 自然因素

(1)在电波穿越降雨区的过程中,会受到雨滴吸收和散射的作用,从而导致电波发生衰减。该现象对Ku波段有非常大的影响,而对C波段的影响微乎其微。同时,雨衰程度会随着降雨量与波束仰角的增大而变得更为严重。

(2)降雪过程中,雪片会对卫星信号产生吸收和散射作用,从而对其产生干扰,并且干扰程度取决于降雪的大小及其密集程度。

(3)在春分与秋分期间,常常会发生日凌现象,这时卫星所在位置正是太阳与地球连成的直线上,接收天线同时朝向了卫星与太阳,不仅接收了卫星信号,还随之接收了很多太阳噪声,大大降低了接收信噪比,对卫星信号的接收造成极大干扰,严重情况下还会导致无法接收卫星信号。

1.4 人为因素

人为因素的干扰主要是指人为恶意干扰正常的卫星信号传输:

(1)干扰人员会针对一路电视载波,发射大功率单载波信号进行强烈干扰,从而导致接收设备失效。

(2)干扰人员会利用干扰信号将转发器功率强行占用,对转发器的广播信号进行强烈干扰。

(3)干扰人员会通过发射与正常节目信号参数一样的非法节目,从而促使干扰功率比正常功率要高,进而强行导致接受端接受非法节目。

2 广播卫星信号接收中干扰因素的应对措施

2.1 电磁干扰因素的应对措施

通常来讲,电磁干扰具有非常强的随机性,并且没有规律性可言,对其持续时间以及干扰程度等方的排查工作难度很大。所以,在尚未明确把握干扰源及其干扰渠道时,尽可能不采用屏蔽网工程,这是因为其工程量太大,并且效果不甚理想。所以,应构建一个具有较强关联性的卫星地面站系统,并通过光缆将系统内相距30公里的两个及以上卫星地面站有效连接起来,以便于实现不同地面站卫星信号之间的任意切换。同时,如果其中一个地面站受到电磁干扰,工作人员可采用干扰或无干扰微弱地面站信号的方式,有效避开电磁干扰。

2.2 日凌和雨衰干扰因素的应对措施

(1)日凌与雨衰等均属于规律性的自然现象,所以,接收端可从气象部门提前获知日凌现象出现的时间,以便于做好信号切换的充足准备。

(2)日凌现象的确切时间是能够提前计算出的,所以,在日凌现象发生前,要全面认真核对极易受干扰的信号。

(3)尽可能采用光缆信号作为后续切换的备份信号,若无光缆信号,可从其余的卫星中寻找,还可采用图卡信号。

(4)当准备就绪后,应积极制定相应的预案,当日凌现象消失后,应第一时间将原先的卫星信号切回。

(5)在降雨量较大的汛期,也应做好信号切换准备,以积极应对雨衰现象的出现。

2.3 人为干扰因素的应对措施

在具体应用过程中,地球站应将功率控制合理上调,以免卫星上功放退入到饱和区。杜宇转发器,应尽量防止其在过饱和区运行,工作人员可在高功放之前加装限幅器。当出现恶意大功率上行干扰时,上行地球站应根据操作规范对转发器进行严格操作,以充分保证其在饱和区安全正常运行,进而为广播卫星信号的顺利传输提供有效保障。

2.4 极化干扰因素的应对措施

在卫星天线发射以及地球站接收等计划隔离度的影响下,广播卫星信号的接收也出现计划隔离度。当天线发生变化的过程中,每一次确认都需要进行极化调正。同时,在卫星地球站与地面站内,均会受到极化干扰,此类干扰信号都具有一定的规律性,大都是天线的反极化信号对正极化信号造成干扰。在卫星地面站一端,如果发生极化干扰,就表明信号接收端存在问题,应对接收天线进行再次调整。若调整后仍然存在干扰问题,可咨询其他地面站,以便于对信号的具体接收情况进行充分把握。若反复调整后,问题仍然存在,表明卫星地球站存在异常状况,应及时联系地球站一端,协调处理这些干扰问题。

2.5 邻星干扰因素的应对措施

若接收广播卫星信号过程中被邻星干扰,可使用超过4M的大尺寸电动天线来调试卫星天线,人工微调卫星天线,在保证卫星接收机正常接收信号的基础上,实施极化调正,以防止邻星信号再次覆盖干扰,以实现对预接收卫星信号的有效接收。

3 结语

总之,广播信号接收过程中要面临各种复杂环境条件因素的影响,同时还会受到不法分子的人为恶意干扰。加大对这些干扰因素的研究,有助于提高广播信号接收效率。因此,相关工作人员必须对影响广播信号接收的各种因素进行充分了解,并从实际情况出发,针对日凌和雨衰干扰、电磁干扰、极化干扰、人为干扰等因素,合理采取相应的措施,来充分保证广播信号的正常顺利接收。

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