衛星通信中的常見(jiàn)干擾及處理措施

　　衛星通信具有傳輸距離遠、覆蓋面廣、不受地理條件限制、通信頻帶寬、容量大等優(yōu)勢，在軍事通信中得到廣泛應用。 但衛星通信受自身特點(diǎn)的限制和環(huán)境的影響，不可避免地存在各種干擾，特別是其開(kāi)放式的系統，使用透明轉發(fā)器，更容易受到一些不可預見(jiàn)的惡意干擾，下面談?wù)劤Ｒ?jiàn)的幾種干擾及其處理措施。

1、地面干擾

　　(1)地球站設備的雜波干擾。產(chǎn)生干擾的原因包括：設備雜散指標不合格，工作載波中帶有雜波或諧波；調制器、上變頻器輸出電平過(guò)高，或者“功放”工作非線(xiàn)性，出頻譜擴散；上變頻器、功放的工作點(diǎn)設置不當，造成載波噪聲。

　　處理好這類(lèi)干擾需要嚴格做好設備的入網(wǎng)驗證測試，確保雜波功率限制在規定的范圍之內。認真研究設備的使用操作說(shuō)明，正確設置設備的工作點(diǎn)、調整或更換設備，對設備進(jìn)行合理匹配組合，消除超標雜波。嚴格按照入網(wǎng)測試時(shí)標定功率電平工作，定期進(jìn)行各環(huán)節測試。設備更新時(shí)先通電經(jīng)測試確認指標合格再投入使用。

　　(2)電磁干擾。由于地面存在著(zhù)大量的微波、雷達、無(wú)線(xiàn)電視、調頻廣播、工業(yè)電噪聲等，這些干擾源串入用戶(hù)站，通過(guò)上行鏈路發(fā)射上星造成上行干擾或串入下行鏈路造成接收干擾。用戶(hù)站設備接地不良，接地電阻過(guò)高；電纜屏蔽性能差，電纜插頭接地不良；鏈路電平配置不合理。

　　所有的衛星地球站在選址時(shí)都已經(jīng)進(jìn)行過(guò)環(huán)境電磁測試，都應該符合建站要求。但隨著(zhù)社會(huì )的發(fā)展，城市建設的擴張，一些原來(lái)處于市郊、電磁環(huán)境比較好的地球站受到的干擾會(huì )越來(lái)越多，對于接收用戶(hù)站來(lái)說(shuō)，所處的環(huán)境更是復雜多樣，受到電磁干擾隨處可見(jiàn)。在日常工作中應經(jīng)常檢查所有設備接地是否可靠，機房總接地電阻滿(mǎn)足設備要求，站內連接室內外設備的電纜必須具有良好的屏蔽性能，應采用雙屏蔽電纜，接頭連接良好。發(fā)現干擾及時(shí)分析判斷，查出干擾來(lái)源點(diǎn)，縮小查找范圍。

　　(3)互調干擾。一般存在于上行站處于多載波工作狀態(tài)時(shí)，由于功放容量?jì)洳蛔?，回退不夠，三階互調分量超過(guò)規定，或上行發(fā)射功率超標，使衛星轉發(fā)器被推至非線(xiàn)性工作區，導致下行互調特性惡化。

　　處理方法：嚴格配合衛星入網(wǎng)驗證測試，確保上行時(shí)三階互調抑制比滿(mǎn)足要求(TWTA：-24dBc、功放回退約7dB；SSPA：-27dBc，功放回退約6dB)；確保各載波在調制器、上變頻輸出，功放輸入電平嚴格相等并在功放的線(xiàn)性工作區，加強上行載波監視。

　　(4)交叉極化干擾。上行交叉極化干擾是因為地球站天線(xiàn)系統發(fā)射交叉極化隔離度沒(méi)有調整好，導致上行交叉極化分量過(guò)大，或天線(xiàn)饋源薄膜受損未能及時(shí)更換，有其他物質(zhì)掉進(jìn)饋源也會(huì )導致交叉極化干擾。接收用戶(hù)站天線(xiàn)接下來(lái)收時(shí)極化未調整好，導致下行接收受干擾。因此在上行發(fā)射信號時(shí)預先和相關(guān)衛星測控部門(mén)進(jìn)行天線(xiàn)極化調整和測試，確保發(fā)射天線(xiàn)系統的交叉極化隔離度滿(mǎn)足主軸方向333dB的要求。經(jīng)常檢查天線(xiàn)饋源的狀態(tài)，在接收時(shí)耐心調整好天線(xiàn)極化，確保所需的接收信號最強時(shí)另一極化信號最弱，值得一提的是，對同一副收發(fā)兩用天線(xiàn)，通常發(fā)射極化隔離最好時(shí)的極化角并不等于接收極化最好時(shí)的極化角，建議在監測自身發(fā)射信號或接收同一衛星信號時(shí)采用另外一副天線(xiàn)。

2、空間干擾

　　(1)鄰星干擾。隨著(zhù)衛星通信的高速發(fā)展，同步軌道衛星越來(lái)越多，衛星間隔由原來(lái)的5度左右降低到現在的2.5度左右，因此鄰星干擾在我們工作中會(huì )逐步增多。鄰星干擾有上行干擾；鄰星系統個(gè)別用戶(hù)天線(xiàn)口徑小，上行電平過(guò)高，功率譜密度超出協(xié)調指標，鄰星個(gè)別用戶(hù)天線(xiàn)偏向被干擾衛星或其旁瓣指向被干擾衛星。下行干擾：干擾衛星和被干擾衛星具有重疊覆蓋區，在此區域內，被干擾衛星地球站在接收正常信號的同時(shí)，其旁瓣接收到鄰星信號。這種干擾與干擾衛星的下行信號功率密度和被干擾地球站天線(xiàn)尺寸有關(guān)，隨被干擾站天線(xiàn)的尺寸的增加而減少；鄰星個(gè)別用戶(hù)載波下行電平過(guò)高或接收用戶(hù)天線(xiàn)未對準，個(gè)別用戶(hù)追求小口徑天線(xiàn)也會(huì )存在鄰星下行干擾。

　　(2)相鄰信道干擾。用戶(hù)載波頻率分配與相鄰信號的頻帶出現重疊，沒(méi)有足夠的保護帶寬；用戶(hù)，載波頻譜特性不符合要求，噪底過(guò)高或出現副瓣。在入網(wǎng)測試時(shí)必須保證上行載波頻譜在分配頻帶范圍內，并確保載波的調制特性符合衛星公司的技術(shù)要求。在多載波同一轉發(fā)器使用時(shí)也會(huì )出現交調干擾，為避免交調干擾，轉發(fā)器必須工作在足夠的回退點(diǎn)?，F在我們國內大多數省臺上星節目都是幾個(gè)節目共用一個(gè)轉發(fā)器，因此同一轉發(fā)器用戶(hù)相互之間也應該加強溝通，互相監測，不要隨意加大上行功率，以保證轉發(fā)器工作在線(xiàn)性。

　　(3)個(gè)別用戶(hù)不規范操作誤發(fā)信號干擾。有的衛星地球站入網(wǎng)操作時(shí)誤操作，頻率、速率、糾錯、調制設置有誤；沒(méi)有按照程序嚴格測試即上星；新裝設備急于調試，誤操作；甚至個(gè)別用戶(hù)私自上載波偷發(fā)信號，這些錯誤動(dòng)作都會(huì )對正常的通信造成影響。 上述三種干擾，作為衛星轉發(fā)器租用者和廣大接收用戶(hù)，可采取的應對措施不多，我們只有加強檢測，發(fā)現上述干擾及時(shí)通知衛星測控中心，由衛星管理者進(jìn)行各衛星或轉發(fā)器使用者之間的協(xié)調處理。

3、自然干擾

　　(1)雨衰。當電波在傳輸過(guò)程中穿過(guò)降雨區域時(shí)，雨滴會(huì )對電波產(chǎn)生吸收和散射造成衰減。衰減的大小與雨滴半徑和波長(cháng)的比值有關(guān)，由于C波段波長(cháng)一般大于雨滴半徑而KU波段波長(cháng)與雨滴大小相近，所以降雨對C波段影響比較小而對KU波段就非常嚴重，為降低雨衰的影響，在進(jìn)行衛星通信時(shí)盡可能選擇使天線(xiàn)處于高仰角的衛星，這樣可以減少降雨時(shí)電波穿越的雨區距離。但在降雨量大的地區，如廣州等，處于高仰角天線(xiàn)的主反射面會(huì )因暴雨而形成積水對電波造成很大的吸收損耗，特別是上行，即使C波段也會(huì )超出正常的控制范圍，解決的辦法唯有在天線(xiàn)主反射面底部鉆孔加快積水排放。

　　(2)日凌。每年春分和秋分前后，在衛星地球站所在地的每天中午時(shí)分，衛星將處在太陽(yáng)與地球之間的直線(xiàn)上，這時(shí)衛星地球站天線(xiàn)在對準衛星的同時(shí)也對準太陽(yáng)，使太陽(yáng)產(chǎn)生的強大的電磁波是個(gè)巨大的噪聲源，對其所接收的衛星信號造成干擾從而使接收鏈路嚴重惡化甚至中斷，這種現象即稱(chēng)為衛星通信的“日凌現象”。日凌只影響衛星的下行鏈路，發(fā)生時(shí)間和接收點(diǎn)的地理位置有關(guān)，持續時(shí)長(cháng)和天線(xiàn)的工作頻率及口徑有關(guān)。一般來(lái)說(shuō)，春分時(shí)，緯度越高地區日凌開(kāi)始和結束的日期越早，秋分時(shí)相反；若兩地經(jīng)度一樣，緯度每相差3度日凌開(kāi)始和結束的日期就會(huì )相差1天；如果兩地緯度一樣，經(jīng)度由西向東每增加2度日凌開(kāi)始和結束的時(shí)間就會(huì )晚1小時(shí)。接收頻率高，日凌持續時(shí)間短；天線(xiàn)口徑大，持續時(shí)間短。日凌結束后，通信會(huì )自動(dòng)恢復正常。

　　(3)電離層閃爍。當電波穿越電離層時(shí)，由于電離層結構的不均勻性和隨機時(shí)變性，造成信號的振幅、相位、到達角等特性短周期變化，形成電離層閃爍。電離層閃爍與工作頻率、地理位置和太陽(yáng)活動(dòng)情況有關(guān)。3GHZ頻率以下，電離層閃爍是最為嚴重的電離層現象。通常，電離層閃爍最嚴重時(shí)發(fā)生在春分前后，較為嚴重在秋分前后。電離層閃爍現象通常持續30分鐘到數小時(shí)，發(fā)生的時(shí)間通常在日落后(18:00)至深夜(24:00)結束。雖然電離層閃爍主要發(fā)生在3GHZ頻率以下，但在4GHZ也有明顯的影響。據統計，在4GHZ，電離層閃爍可能造成超過(guò)10dB的峰值變化。

　　(4)衛星蝕。每年的春季和秋季，在每天的特定時(shí)間內，衛星將進(jìn)行入地球的陰影區域，此時(shí)衛星見(jiàn)不到太陽(yáng)光，太陽(yáng)能電池不能提供電能，衛星只能依靠蓄電池或燃料電池供電，這一階段稱(chēng)做“星蝕期”。以前衛星蝕對衛星通信的影響是很?chē)乐氐?，但現在衛星供電系統已經(jīng)有了很大的改進(jìn)，在衛星蝕期間備用電源足以保持衛星正常工作，因而不會(huì )對衛星通信造成影響。

　　這幾種自然干擾是天文自然現象，無(wú)法避免，但可以采取一定的措施減少對衛星通信的影響，如改進(jìn)衛星供電系統就安全克服衛星蝕造成的影響。

4、人為干擾

　　由于現階段我們所使用的衛星都是采用透明轉發(fā)器，對地面傳來(lái)的信號只是變頻轉發(fā)而不加以任何處理，其主要部件之一是高功放器件，一般為行波管放大器(TWTA)或固態(tài)功放(SSPA)。這兩種器件最主要的特點(diǎn)是當輸入功率小于飽和點(diǎn)時(shí)，可以近似地認為工作在線(xiàn)性區，而當輸入功率進(jìn)一步增大超過(guò)該電平時(shí)，功率放大器就進(jìn)入飽和區或過(guò)飽和區。在過(guò)飽和區，不僅輸出功率大大降低，而且出現大信號壓縮小信號，即所謂的“功率掠奪”現象或“功率占用”，同時(shí)由于非線(xiàn)性的因素，還會(huì )出現大量寄生互調分量，為避免將衛星上功放推入飽和區或過(guò)飽和區，在使用中一般要實(shí)行嚴格的上行功率控制，或在高功放前加限幅器，盡可能使透明轉發(fā)器可以避免功放工作在過(guò)飽和區，但是如果存在惡意的大功率上行干擾，轉發(fā)器仍然有可能工作在非線(xiàn)性區，依然存在“功率掠奪”現象，致使正常通信業(yè)務(wù)信號或廣播電視信號被壓縮。

　　法輪功等不法分子對廣播衛星實(shí)施的惡意干擾。利用衛星透明轉發(fā)器的弱點(diǎn)，法輪功等不法分子干擾我們的正常衛星電視廣播，并采用“功率掠奪”的形式進(jìn)行非法宣傳。從已發(fā)生的案例來(lái)看，這些惡意干擾的技術(shù)含量并不高，使用的也不過(guò)是衛星通信的常規設備，這暴露了目前我們衛星通信的弱點(diǎn)。對此，我們要采取積極有效措施和相應的技術(shù)手段進(jìn)行反干擾。作為衛星使用者，在現階段，對這些非法干擾實(shí)施反干擾就要以其人之道還治其人之身，一旦發(fā)現有惡意干擾就要立即加大上行功率壓制非法信號并通知衛星測控中心和相關(guān)部門(mén)采取措施，共同打擊不法分子的囂張氣焰。非全時(shí)衛星用戶(hù)必要時(shí)可以采取在不開(kāi)通衛星業(yè)務(wù)時(shí)仍然發(fā)送載波，占用自己的僉資源，不給不法分子有可乘之機。此外，要認真學(xué)習和研究衛星通信新技術(shù)，設想未來(lái)可能發(fā)生的非法干擾方式，結合實(shí)際制訂應急處理預案，堵截非法信號的傳輸渠道，保證衛星通信業(yè)務(wù)正常進(jìn)行。

作者：杜慶紅　王劍利