关于卫星C频段滤波器解决5G基站干扰问题的研究

秦恒 潘宇

摘 要 随着5G的网络的建设和大规模商用，必然会对现有的电视、广播等借助于C波段卫星通信的企业单位造成信号干扰，如何解决此干扰，是5G通信网络建设必须考虑的问题，否则必将减缓5G通信网络的建设。

关键词 5G通信;C波段;窄带高频头;滤波器;卫星抗干扰;窄带C波段滤波器

引言

2018年习近平总书记在中央经济工作会议上做出重要指示：加快5G商用步伐，加强人工智能、工业互联网、物联网等新型基础设施建设。2018年10月国务院提出 “加快推进第五代移动通信（5G）技术商用”。2018年12月工信部正式发布3大运营商5G频段，2019年6月发放5G商用牌照。2019年各省、市政府审批通过相关政策，明确将5G发展作为城市建设的一项重要任务。5G基站建设是国家战略，是实现数据时代的网络基础。国内5G主流频段是电信3400～3500GHz，联通3500～3600GHz，移动4800～4900GHz，电信联通广电室内：3300～3400GHz;而卫星通信C波段频率是上行3.7～4.2GHz，下行5.925～6.425GH。卫星通信广泛应用于广播电视、气象、民航、报社等领域，且现有的卫星基站绝大部分使用的高频头工作频率范围是3.4～4.2GHz，根据国际电联ITU-R S.2199-0报告，当卫星地球站接收到的干扰信号总功率超过-60dBm时，将产生饱和干扰，导致卫星地球站无法正常工作。

1信号干扰的影响

①广播电视台、转播台和转播车无法正常接收电视信号，信号马赛克。②广播电视播控中心和广播电视监测台，无法正常传输和监测电视信号，影响广播电视播出。③报社、银行、新华社、证券公司等无法正常接收数据信号，影响正常业务开展。④星级酒店宾馆等无法正常观看电视节目[1]。

2干扰的解决方案

随着5G基站的建设和大规模商用，5G信号必定会干扰附近的卫星信号接收。迫切需要找到切实可行的方法降低5G信号对卫星信号的干扰。

防干扰措施主要有下列几种。

2.1 降低5G基站信号

降低附近5G基站的发射功率，卫星天线接收的干扰信号強度降低，减轻卫星通信受到的干扰。

2.2 采用地域隔离阻断反射网

卫星信号的干扰源主要来源于地球表面，而卫星的信号来源自天空，只要能将干扰信号隔离即可解决干扰问题。常见方法有：

降低卫星天线高度，利用周围建筑物遮挡5G信号。

在地面挖2*2米深坑（深度可调节），将卫星天线安装与深坑内，利用土遮挡5G干扰信号。

上述两种方法需注意天线正前方（正南方向）不要被土遮挡。

2.3 采用加装屏蔽阻断反射网

可以在卫星天线四周用铝、铁片或丝做屏蔽网，反射和阻挡5G干扰信号。

2.4 更换高品质窄带抗5G干扰卫星高频头

降频器或LNB（俗称高频头）分为C波段，Ku波段等，是卫星接收室外单元的一个接收部件，通常和馈源或滤波器连接。在5G基站干扰信号不强或距卫星接收天线相对较远的情况下（比如200米以外），将原有宽带高频头更换为窄带高频头，会有理想的抗干扰效果。窄带高频头的滤波功能是因为在下变频器中把5G干扰信号通过带通滤波器滤除，但是效果没有单独加装C波段窄带滤波器好。

2.5 加装C波段窄带滤波器

滤波器是对特定频率的频点或该频点以外的频率进行有效滤除，得到一个特定频率的信号，或消除一个特定频率后的信号。卫星C频段滤波器，它能有效屏蔽C波段接收天线的干扰信号，具有低插损、低群延迟（典型值≤8ns）等特点，工作频带范围3.7～4.2GHz的特殊型号。在卫星地球站接收信号后，输送到高频头前安装滤波器，抑制3.7～4.2GHz以外的信号，从而降低5G信号对卫星信号的干扰[2]。

通过对上述方案的分析，可以发现方案1不利于5G组网，除在军用、重大卫星工程、航天和天文卫星监测等必须优先保证业务不被干扰，5G基站必须严格按照干扰要求不得建设在安全协调半径区域内。广播台、银行、证券、酒店等这些行业化的单位，卫星使用基数大，而5G作为未来科技发展的基石，不可能仅为了避免此部分干扰，而选择不建或者搬离基站等措施。方案2需要移动现有卫星天线的位置，工作量大，不易实现。方案3施工难度大，且不安全。方案4、5都能很好地解决5G基站干扰，在干扰更加强烈区域，二者可以配合使用，达到更好的抗5G基站干扰效果。

3安装注意事项

①检查馈源、滤波器、高频头，断电安装，防止损坏高频头和静电伤害。②不要移动原有天线，原位安装馈源、高频头，对焦高频头。③滤波器注意不要装反，防水垫片和螺丝施拧方向和强度要符合规范。④安装完成通电后要检查所有频点所有节目的图像是否有损伤[3]。

4应用案例

截至2020年7月，中国电信安徽分公司已完成300面卫星天线安装滤波器工作，改善了5G基站信号对卫星通信的干扰。

案例一：安徽泾县广播电视发射台

安徽省泾县广播电视台用户多、影响大。卫星发射台位于该县中心位置，周边邻近5G基站较多，发射台卫星信号受到干扰大。

现场查勘泾县广播电视卫星发射天线的西北方向150米和西南方向300米至500米距离范围内分布多个5G基站。最近150米处5G基站扇区正对着卫星发射台高频头位置，5G信号干扰较强。在基站开启时，机房中卫星接收机无信号、马赛克特别严重、画面定格，无法正常工作。该卫星接收天线为后馈式双极化接收模式，安装作业空间有限，对滤波器尺寸要求较高。

综合考虑采用重量轻，尺寸小的FZ-GL3742C滤波器，抑制5G干扰信号能力可达70dB以上。因垂直方向空间受限，无法增加滤波器，采用单本振C频段高频头替换原有垂直极化接收的高频头，不但解决了后馈天线加装滤波器空间不足的问题，还避免了传统方法用增加波导弯头带来的插入损耗。

改造完成后，垂直和水平两种接收极化接收的所有频点信噪比等指标均符合广电要求。通过机房卫星接收机观看，音视频信号画面流畅无损伤。至此，5G干扰技术改造完成，一次性解决了5G信号干扰。

案例二：合肥有线电视宽带网络有限公司

合肥有线宽带网络公司（以下简称合肥有线），卫星接收前端机房分布在高新区和庐阳区的两个区。合肥有线的信号覆盖整个合肥市区500多平方公里，覆盖用户超过100万户，属于国家广播电视监测中心和省广电监测台重点监测单位。对于信号保障，安全播出的要求非常严格。合肥有线通过卫星接收的广播电视节目几乎包含了所收卫星的全部参数，同时对卫星接收的技术指标要求极高。这对于卫星天线的调试和滤波器安装工作提出了更高的要求。

合肥有线前期自行采购安装了抗5G干扰设备，但是在周边电信5G基站陆续开通后，接收信号一度中断，两次接到国家广电总局监测中心的电话询问。合肥有线将此情况上报安徽省广电局并立即启动5G干扰协调程序。

通过现场查勘合肥有线卫星接收天线现场，了解所有卫星接收天线的接收情况，包含所有转发器的参数以及前端机房接收设备接收状况，线路传输方式等。在中国电信合肥分公司、合肥市無线电管理处、合肥有线以及设备厂家四家单位联席技术座谈会上，制定了解决5G干扰信号方案及应急保障措施。

解决方案是为合肥有线卫星接收天线加装卫星C波段窄带滤波器。具体施工方案及施工步骤由设备厂家制定并通过合肥有线批准实施。

针对合肥有线制定了抗5G干扰滤波器安装保障措施如下：

（1）采取先备后主的安装策略。先把所有备用天线安装完毕后，在周边5G基站全部满功率开通且通过抗干扰测试验证后，再把主信号切到备用天线。然后开始安装主用天线的滤波器，安装完成后经检测合格后再切回主信号线路。

（2）在高新区站点卫星天线安装滤波器时，前端机房信号先切到庐阳区站点接收传输过来的卫星信号。这样就保证了即使高新区安装出现问题，也有充足的排查时间。

通过上述措施，合肥有线两个站区的前端机房共12面卫星天线的抗干扰改造工作完美结束[4]。

5结束语

通过分析可以通过一种或者多种方式解决5G基站对卫星C波段干扰问题，推动5G网络的快速发展，为国民经济的发展提供网络基础。随着5G网络的建设，5G基站越来越密集，由此是否会产生5G信号多径干扰，形成的干扰强度是否更大，无线环境和干扰因素的复杂多变，导致滤波器的效果变弱，目前不得而知，还需继续根据实际情况测试验证。所以如何降低5G基站对卫星C波段的干扰是一个长期的问题。

参考文献

[1] 王保斌.高频头在卫星广播电视接收系统中的重要作用[J].广播电视信息，2015（5）：63-64.

[2] 杨跃华.5G干扰C波段卫星信号接收的成因分析及应对措施研究[J].广播与电视技术，2019（6）：134-136.

[3] 杨晶.C波段卫星接收5G信号干扰一例[J].西部广播电视，2019 （4）：241-242.

[4] 张睿，鄂毅，居晓军，等.关于 5G 信号对卫星 C 波段下行频率的干扰分析与解决[J].中国传媒科技，2019（7）：10-13.