C波段卫星接收受5G干扰排查与应对处理

王明举

内蒙古自治区广播电视传输发射中心海拉尔861台 内蒙古 呼伦贝尔市 021008

引 言

随着5G技术的进一步发展，越来越多的城市已经开始投资建设5G试点基站。当C波段卫星的接收受到严重的同频和邻频干扰，会给信息安全传输带来极大的隐患。

1 故障排查

根据信号可能会随时出现的一些故障情况，工作人员首先要进行排查的是监看线路的故障原因。工作人员测试了一台带有专用天线的射频接收器，该天线接收器正常，又测试了一台专用光纤无线信号机发射的射频分辨率，该天线接收器正常，排除了信号传输数据过程中的故障。

工作人员将两个设备接入中星6A带下行线的垂直天线信号频谱，得到射频天线的高清信号载波频谱。当两个设备相互连接进行高压供电后，在频谱仪中，可以从中星卫视的高清载波上看到不时出现的一些干扰毛刺及随机出现在中星卫视载波和视频转发器的载波基底噪声。由于射频测试仪与系统所有外部设备的相互作用基本正常，可以直接判断系统是否外部输入导致被无线干扰的射频信号。

当高频扫宽器的Span值进一步加大后，发现在1550～1650MHz附近，对应的高频转发器的上下行载波频率信号为3500～3600MHz，具有异常载波的干扰信号，当该种异常高峰载波干扰信号在高频转发器的某个频谱信号带宽内时，有一个频率比较突出的异常高峰信号和波浪信号出现。在进行本次测试的整个过程中，可以明显发现，当5G基站开启后，即使整个基站内完全没有5G业务数据传输时，在辐射频谱上也会马上出现轻微的基站干扰和辐射强度上的提升。此时，位于C波段的卫星发射信号上的干扰可能会随之不断加强。由此可以预见，在未来5G技术广泛应用后，无线基站间的信号发射干扰会以较强的干扰方式继续存在。

2 5G信号干扰卫星C波段信号故障解决措施

2.1 窄带高频头的测试分析

2.1.1 高频头原理及组成

高频卫星信号接口在高频卫星前端内部主要分为高速低噪音高频放大器和下变频器两个部分，实现了对微弱高频卫星发射信号同时进行高速低噪音高频放大和进行下变频两大主要功能，放大了高频输入卫星信号并将其转换频率为950～2150MHz的中频卫星信号。高频接触式探头对于高频电磁波的相互干扰作用比较敏感，需将其内部覆盖一层类似金属制表面壳体层有效屏蔽高频电磁波。从部件结构上来说，高频接触式探头主要由功率混频器、中频功放、本振、电源管和稳压等多个部件综合组成。卫星发射信号经过高频馈源、耦合接收设备、高频头接口等各个环节一并进行高频处理后，形成中频卫星信号，并由一条相应的同轴线向卫星接收机前端发出信号。

2.1.2 高频头特性分析

高频头属于一种有源射频设备。高频头的综合利用及其抗干扰的性能，仅仅只是从生产厂商为其提供的有源设备及其出厂后的一些性能指标中加以粗略地进行估计得出其本身具有的外部和内部抗干扰性的功能。作为窄带高频头接收器的天线在频率范围3700～4200MHz的射频带外信号上都应该能够直接得到比较好地衰减通过。对于带外频率范围低于3600MHz的固定信号频率，衰减后的最大值可以达到45dB左右。当带外频率范围低于3500MHz时，衰减后的值能达到57dB左右。

2.2 窄带滤波器的测试分析

实验中主要使用的仪器是不同品牌、不同型号的小型微波窄带频率滤波器，主要功能是有效地快速屏蔽位于C波段中低频带外干扰信号，具有低插损、低群延迟（其中一些信号典型的数值大约≤8ns）等强大优势，确保工作中长时间使用3700～4200MHz频率范围。该系列产品的带通滤波器被广泛设计为集成式并安装在卫星天线的馈源与高频头接口端，有效地抑制5G基站信号发射导致的强波和带外微波干扰。从目前正式投入商业应用和已经制定计划的5G信号工作频率范围分配情况分析来看，工作频率（3400～3600MHz）刚好位于C波段卫星信号接收到的扩展信号频段。目前在卫星广播电视应用领域中，绝大多数高频头c波段范围宽度刚好是3400～4200MHz。使用该系列滤波器能够使红外射频调制信号在管外输出或调制转换输入至高频头接口时，对管外输出的射频信号源进行红外变频前，起到抑制管内带外5G功率信号的混频功能，防止由于抑制带内强功率信号变频产生的混频谐波干扰。

2.3 窄带高频头+窄带滤波器的结合

随着5G的正式商业化使用和未来更多窄带网络无线基站的投入建设，之前采用的窄带高频头接收天线的抗干扰保护措施，存在一部分天线无法正常接收窄带信号，直接遭受高频干扰的复杂问题。尝试使用一台宽带高频头接收机对中频引入信号的本振频谱干扰进行了一次展开性的干扰监测（在C波段下的宽带高频头接收机的本振频率范围一般是3400～4200MHz，本振频率一般是5150MHz），干扰信号一般存在于一个M=1600MHz的本振位置（即变频前频率为3550MHz），这里一般存在着较强的中频引入引出导频干扰信号，强度最好可以直接控制在50dBm。电信运营商在2018年前后实施两次试验，导频阶段的5G较强信号频率干扰在中频较强信号的高频功率频谱范围中的值从M1（1550MHz）至M2（1650MHz），对应两次变频前的低速上、下行信号频率峰值范围大约为（3500～3600MHz），存着一个带宽为100MHz的较强导频信号，且在两次变频后的1600MHz（分别对应于两次变频前的高频率3550MHz）处分别出现了两次导频，峰值大约是45dBm左右。比较前后两次5G信号中频频谱的导频，发现导频较强信号的高功率和低功率相对比较于实施试验期间大幅增强，强度在5dBm以上。整体来说导频较强信号的高功率和低功率导频幅度相对比实施试验阶段大幅提高。

结束语

随着5G技术的发展，会建设越来越多的5G基站。卫星接收天线应及时做好防范应对5G信号的干扰，做好对各种方法的可行性探讨和验证。除了使用窄带高频头，还可以通过和运营商协商，让5G站点尽量远离接收天线，实在不能远离的，要避免在天线主瓣方向放置5G站点，在天线周边建设金属屏蔽网也是一个可备选的选择。