分析干扰电视卫星信号的关键因素与解决对策

郁杰 郭献崇

【摘要】稳定无干扰的电视卫星信号传输环境，是电视卫星信号得以正常传输并确保电视节目得以正常播出的重要保障，为此，在电视卫星信号管理工作中，有必要对电视卫星信号干扰源进行确定并开展有效的抗干扰工作。本文以确保电视卫星信号得以正常传输为出发点，对电视卫星信号传输中的干扰因素做出了分析，并有针对性的对其解决策略进行了探讨。

【关键词】电视卫星信号;干扰因素;关键因素;解决对策

1. 大气损耗与解决对策

在卫星发射信号到电视完成信号接收的过程中，信号传播环境不仅包括真空，而且也需要在穿过大气层之后传送到地球表面，其中，无论是大气层中的氧气还是大气层中的水蒸气，都会导致电视卫星信号产生损耗。从大气传播对电视卫星信号的损耗规律来看，卫星信号所具有的频率决定着大气层中的氧气以及水蒸气对信号所产生的影响，在某些特定的频率中，由水蒸气或者氧分子谐振所引发的信号损耗会呈现出十分明显的波动。与此同时，由于地面接受电线的仰角过低会导致电视卫星信号在大气层中的穿越路径变长，因此，当地面接受电线的仰角较低时，大气层中的水蒸气以及氧气为电视卫星信号带来的损耗也就会越大。另外，在氧气与水蒸气为电视卫星信号带来干扰之外，大气所产生的折射作用也会对电视卫星信号产生影响，在此方面，由于大气层所具有的高度与大气层所产生的折射效应具有紧密关系，因此，在电视卫星信号传过大气层的过程中，大气层会产生与凹透镜类似的作用，从而导致电视卫星信号出现一定的散焦，进而导致电视卫星信号出现三角衰减，这种损耗主要由地面接受电线的角度所决定，与电视卫星信号所具有的频率并无较大关联。当然，在大气湍流的影响下，大气层对电视卫星信号所产生的折射会不断变化，这则会导致电视卫星信号出现无规则散射的情况，从而产生散射衰减作用。由此可见，大气传播对电视卫星信号所产生的影响体现为多种形式。在对大气层带来的干扰进行解决的过程中，需要认识到这种干扰不能完全避免，但可以进行最优化的控制，在此过程中，合理选择卫星信号所具有的频率以及合理设置地面接受电线的仰角十分关键。在此过程中，电视卫星信号维护工作者有必要做好大气气体吸收衰减的观测与计算，特别是需要重视针对X，Ku，K和Ka频段对大气损耗状况以及仰角变化做出研究与统计，从而有效降低大气层对电视卫星信号所带来的干扰。

2. 雨致衰减与解决对策

多种天气变化都容易对电视卫星信号产生干扰，其中，雨雪天气对电视卫星信号所产生的影响最为明显。以降雨对电视卫星信号所产生的感染为例，在降雨过程中，雨滴不仅会对电视卫星信号进行吸收，而且会对电视卫星信号进行散射。其中，散射衰减程度会受到雨滴直径以及电波波长等因素的影响，从其规律来看，一般而言，当雨滴直径明显小于电视卫星信号波长时，降雨所引发的散射衰减并不明显，当雨滴直径明显大于电视卫星信号波长时，降雨所引发的散射衰减将会增大，当二者相似时，则会在共振作用下强化雨滴损耗，由此可见，当电视卫星信号波长不会发生频繁变动时，降雨强度成为了影响雨致衰减的主要因素。在降雨之外，降雪、冰雹以及下雾等也都容易对电视卫星信号产生类似干扰。其中，由于雾所就有的垂直厚度一般在0.6km以下，因此，虽然雾的横向宽度较大，但是如果地面接受电线的仰角较高时，则雾不会对电视卫星信号产生明显干扰，当然，当地面接受电线的仰角较低时，就有必要将雾作为影响电视卫星信号的重要因素。而从降雪对电视卫星信号所产生的影响来看，雪有干雪与湿雪之分，虽然干雪对电视卫星信号所产生的干扰较小，但是湿雪对电视卫星信号所产生的干扰却不容忽视，在雪片较大的情况下，湿雪所引发的电视卫星信号衰减甚至要远远高于雨致衰减，当然，由于这种情况并不多见，因此，在对天气变化为电视卫星信号所带来的干扰做出分析的过程中，多只会对雨致衰减现象做出考虑。从雨致衰减的控制来看，当电视卫星信号频率处于L频段以上，则雨致衰减将会成为干扰电视卫星信号的重要因素，为此，电视卫星信号维护工作者需要重视对频率、地面设备仰角、雨滴尺寸及其分布、降雨率等因素与雨致衰减现象之间的关系做出研究，从而制定有效的雨致衰减控制方案。

3. 电磁干扰与解决对策

一般而言，电子产品与电气设备都会存在不同程度的电磁信號，这些电磁信号则会产生电磁干扰，如导航、雷达、移动通信设备以及具有电磁干扰的医疗设备等，都会产生一定的辐射，而这些辐射信号则会占用电磁空间，在此背景下，电磁空间容量不断缩减，电视卫星信号传输中所面临的电磁环境也会日益复杂。当这些电磁对电视卫星信号产生干扰时，则电视卫星信号接受终端将会呈出现卡顿或者中断等现象。由于电磁干扰具有随机性，不同的干扰源所具有的干扰强度、干扰时长等都没有明显规律，所以电子干扰排查工作也较为复杂。在对电子干扰进行应对的过程中，虽然屏蔽网工程具有较高的抗干扰效果，但是这种抗干扰方法也需要较多的资源投入且具有较大的工程量，为此，电视卫星信号管理部门有必要在查明干扰源的基础上对开展屏蔽网工程的可行性进行分析，从而进行科学决策。另外，电视卫星信号管理部门也可以选择使用光缆对卫星地面站进行连接，从而确保电视卫星信号得到有效的备份与切换，一旦电视卫星信号受到干扰，则可以切换到没有收到干扰或者干扰程度较小的卫星地面站进行电视卫星信号接收工作。

4. 极化干扰与解决对策

卫星通信系统的工作方式一般为线极化或者圆极化，无论是实际收发设备所具有的误差还是环境变化中所引发的去极化现象，都会导致接收端极化方向产生偏差，因此，极化干扰是电视卫星信号传输过程中经常出现的干扰形式。面对这种干扰形式，电视卫星信号管理需要经常性的开展调试工作，然而即便如此，计划干扰所产生的负面影响仍旧难以完全避免，而如何有效避免绩效隔离度的下降，则成为了电视卫星信号管理部门需要解决的主要问题。具体而言，当电视卫星信号产生极化干扰之后，天线正极化信号会受到反极化信号所带来的影响，由于这种干扰信号具有明显规律，因此，电视卫星信号管理部门可以通过频谱仪进行判断。另外，由于极化干扰在卫星站和地面站都会出现，因此，电视卫星信号管理部门还需要对受到极化干扰的一方做出判断，在此过程中，如果在调整天线以及天线极化之后发现极化干扰现象消失，则说明卫星信号接收端受到了极化干扰，如果无法通过这一方法消除极化干扰，且其他地面站也存在相似问题时，则并非卫星信号接收端。

5. 日凌干扰与解决对策

在地球自传以及地球围绕太阳进行公转的过程中，自转轴与公转轨道之间存在23.5度左右的倾角，因此，太阳对地球的直射区间为南北回归线之间，而随着时间的变化，太阳的直射区域会在南北回归线之间移动。从我国二十四节气来看，冬至时的太阳直射区域为南回归线，而在夏至则会移动到北回归线，而在春分与秋分时期，赤道则会成为太阳直射的区域。由于电视卫星在运行过程以赤道为定点，为此，在太阳直射赤道的一段实践中，地球、卫星以及太阳会处于一条直线之上，卫星下行信号则会受到太阳辐射所带来的干扰，这种干扰被称为日凌干扰。在日凌干扰的影响下，卫星信号接收终端会呈现出不清晰、雪花甚至黑屏现象，而由于这种自然现象是难以避免的，因此，日凌干扰为电视卫星信号所带来的影响也难以避免。在日凌干扰的应对中，电视卫星幸好管理部门可以对日凌干扰发生的具体时间进行准确预测并发出预警，与此同时，针对会受到日凌干扰的电视卫星信号，则可以使用光缆信号进行切换，从而完成信号备份，避免日凌干扰对电视卫星信号以及信号受用者的体验造成严重影响。

6. 人为干扰与解决对策

相對于大气损耗、雨致衰减等干扰因素而言，人为干扰呈现出了主动性的特征，这种电视卫星信号干扰现象的产生，主要是因为人为因素对原转发器信号进行了破坏，其破坏形式则包括在没有得到授权的情况下对转发器资源进行占用以及开展载波信号干扰等。从技术层面来看，高功率放大器在电视卫星信号的传播中发挥着不可替代的作用，它作为卫星转发器中至关重要的组成部分，一旦产生较为明显的功率占用现象，就会进入工作饱和状态甚至进入过饱和区，在此背景下，高功率放大器所具有的输出功率将受到影响，正常的小信号将会被非法的大强度信号所压制，进而导致正常的电视卫星信号减弱以及中断。在电视卫星信号传输过程中，人为干扰是客观存在的，一些故意的、恶劣的行为还会受到行政法规与法律的制裁，当然，虽然法行政法规与法律能够发挥不容忽视的震慑作用，但是却不能仅仅依靠这种震慑作用，而需要从技术层面降低人为干扰为电视卫星信号传输所带来的风险。在此过程中，如何有效避免高功率放大器进入过饱和区，是需要解决的主要问题，面对这一问题，在电视卫星运行的过程中，可以使用设置限幅器或者上调功率的方式避免小功率干扰造成过饱和，而在大功率上行干扰的应对中，则需要强化电视卫星信号监控工作，针对各类突发情况制定应对预案，与此同时，管理部门还需要提升自身的干扰源发现能力，从而有效避免大功率上行干扰对卫星信号的正常传输产生过于严重的影响。

7. 结语

综上所述，大气损耗、雨致衰减、电磁干扰、极化干扰、日凌干扰、人为干扰等是影响电视卫星信号的主要干扰因素，为此，电视卫星信号管理单位有必要探索有效的应对策略、制定有效的解决方案，从而确保电视卫星信号得以稳定传输，进而为社会大众带来更好的通信体验。

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[4]代炳新.干扰广播电视卫星信号的因素与解决方案[J].卫星电视与宽带多媒体，2009（09）：50-52.

作者简介：郁杰，山西天镇人，讲师，工程硕士，研究方向：通信工程、信号处理;郭献崇，河北怀安人，西安电子科技大学计算机硕士，张家口职业技术学院经济管理系，副教授，研究方向：计算机技术。