衛星傳輸信號質量的影響因素和應對策略

羅輝芳

【摘要】 衛星傳輸信號過程中會受到各種因素的干擾，本文介紹了自然和人為方面常見的干擾現象和干擾成因，并提出了相應的應對措施，希望對衛星傳輸工作人員在運行維護工作中提供一定的借鑒，對保證衛星信號傳輸質量有一定的幫助作用。

【關鍵詞】 衛星傳輸 信號干擾 抗干擾

衛星傳輸作為無線信號傳輸的一種方式，具有傳播距離遠，傳輸容量大，傳播效果好、質量高，受地理條件限制小，建設快，一次性投入后，后期的維護成本低等優點，近年來得到了快速的發展。但衛星傳輸的發送和接收所使用的信道是開放式的，不可避免的會受到各種自然因素、人為因素和設備系統的干擾，降低信號傳輸質量，影響信號傳輸效果，對各種干擾因素進行有效的研究和分析，找到相應的解決應對措施，有利于保證衛星傳輸的地良好效果。

一、自然因素干擾和應對措施

同步衛星的靜止軌道距地面三萬五千多公里，衛星信號傳輸要經過電離層、對流層等，空間環境復雜多變，對衛星信號的干擾不能忽視，強大的太陽輻射都影響這衛星傳輸的質量和效果。

1.1電離層干擾和應對

對衛星通信來說 ，衛星信號通過電離層時，電離層中的電子和電波發生交互作用，從而對衛星信號進行干擾。電離層的干擾主要體現為折射、散射和閃爍等。電離層閃爍會導致衛星信號的頻率強度、相位、振幅等特性發生短周期波動，造成信道的信噪比下降，誤碼率上升，嚴重時使衛星通信鏈路中斷。

電離層的干擾對Ku波段的干擾要小于C波段。電離層閃爍主要發生在春分和秋分前后，工作人員要加強對信號的監測，出現干擾時，要及時加大上行站的發射功率，增加鏈路功率冗余量，減小對衛星信號的干擾影響。

1.2雨衰、雪衰的干擾和應對

電波在穿過降雨區的時候，降雨會對電波能量產生吸收和散射，電波散射還會造成無線電干擾，從而造成衛星信號的衰減，這種現象就叫雨衰。雨衰影響與降雨量大小、信號頻率和信號通過降雨區的路徑長度有關。研究表明：雨衰對Ku波段影響要大于C波段。嚴重的雨衰還會造成去極化現象，造成極化隔離度降低。雪衰和雨衰類似，下雪和化雪都能造成電波的衰減，但化雪對電波的影響更大。雨衰和雪衰是對流層中對衛星信號傳輸影響最大的兩種自然現象。為了克服電波傳播過程中的雨衰和雪衰影響，保證衛星通信質量可靠，應該采用空間分集技術，在不同地方建立備份上行站，用多個頻率傳送同一節目源；當出現衰減時，采用功率補償方法，增大上行站的發射功率，自動增加天線增益。

在接收站可以采用不用的節目源和加大接收天線的尺寸的方法減小雨衰和雪衰的影響。在實際的工作中，在發生強降雨時，要加強對衛星信號強度的檢測，如果發現異常，及時進行到備份操作。當出現降雪時應及時清除饋源和主反射面的積雪，有條件的可以對衛星天線加裝智能除雪裝置，降低雨衰和雪衰的影響，確保安全播出。

1.3日凌和星蝕的干擾和應對

日凌和星蝕是衛星通信中不可避免的自然現象。每年的春分和秋分前后，中午前后一段時間，地球、衛星、太陽在同一條直線上，衛星處于太陽和地球之間，強大的太陽噪聲會造成通信無法進行，這種自然現象稱為日凌；日凌對衛星信號的影響很大，甚至能造成衛星信號的中斷。日凌發生的日期和時間與衛星地球站所處的地理位置和其接收天線的電氣特性有關。

應對日凌干擾，可以加大接受天線的尺寸，建立不同的備份節目源。日凌出現前要計算出當地發生日凌的日期和時間，提前通知，加強對信號源的監測，提前倒換備份節目源，并對日凌期間衛星信號強度的變化做好詳細的記錄，減小日凌對衛星傳輸的影響。

星蝕也是在每年的春分和秋分前后，不過是發生在午夜前后，衛星、地球和太陽在一條直線上，地球擋住了陽光，衛星進入地球的陰影區，造成了衛星的日蝕，這種現象成為星蝕。星蝕現象會造成太陽能電池不能供電，要靠蓄電池或燃料來對衛星轉發器供電，燃料過多會增加衛星的重量，進而影響衛星傳輸的質量，燃料太少，衛星轉發器不能正常工作，對衛星信號的傳輸產生不良影響 。隨著電池技術的發展，星蝕對衛星傳輸的影響已經可以忽略不計。

二、人為因素的干擾和應對措施

人為因素的干擾有非惡意的和惡意的。非惡意的指衛星工作人員操作不規范，操作失誤，設置系統參數錯誤等造成衛星信號傳輸質量差，一般會通過復查，監測發現，這種錯誤可以通過完善制度，加強人員業務培訓，通過系統協調和其他技術手段來解決。

惡意干擾指不法分子利用衛星轉發器接收端具有開放性的弱點，對衛星信號傳輸實施干擾或者插播非法信號。

惡意干擾通常有三種方法：

1.干擾正常的衛星信號接收。通過發送一大功率單載波信號來干擾某一路載波，使得該路衛星信號的信噪比低于接收機的接收電平門限，從而造成衛星接收機不能正確接收，影響衛星傳輸效果。

2.攻擊衛星轉發器。干擾信號將轉發器推向星上功放的非線性區直至到飽和區，使得衛星轉發器不能正常工作，造成衛星信號中斷。

3.強制插播。干擾信號采用正常信號同樣的數字發射形式，在同一衛星上用同一頻率發射大功率調制載波來干擾正常信號，當干擾信號遠高于正常衛星信號的功率時，信噪比達到接收機的接收電平門限，接收機解調出非法圖像，造成不良影響。

對抗惡意干擾的主要技術措施：

1.地球站提高上行功率儲備。通過增大高功率放大器上行功率值、增大上行天線口徑和減小高功率放大器輸出端到天線饋源口的損耗。這種方法是被動式的，效果不是很好。

2.采用備份頻率或者備份衛星。這種方式是將同一信號發送到不同衛星或者同一衛星的不同頻率，當一個信號源受到干擾時，可以切換到另外一路信號源。

3.對衛星傳輸信號進行加密。將衛星上行信號進行加密后在發到衛星上，在接收端進行解密，這種方式可以避免強制插播，但不能避免信號中斷，由于采用了加密技術，接收機的成本有所增加。

4.采用抗干擾的衛星天線技術。對天線波束設計采用空間隔離方法進行設計，使可能出現干擾的區域不在波束覆蓋區域內；采用自適應調零天線技術，自動調整波束的零缺陷位置，使副瓣電平對準主要干擾源的來波方向，主瓣電平始終對準正常衛星信號的來波方向從而抑制干擾

三、結束語

衛星傳輸過程是一個復雜的過程，從上行地球站、中間衛星轉發系統、最后的地面接收站，整個信號傳輸過程都會受到各種因素的干擾，這其中有設備自身的限制，也有自然條件和技術水平的限制，還有防不勝防的人為因素。本文就自然因素和人為因素對衛星信號傳輸的干擾和應對措施進行了簡單的總結，但作為衛星傳輸工作人員，要不斷地學習和研究衛星通信的相關知識，深入學習衛星通信抗干擾的各種方法，掌握系統相關設備的工作原理和具體設備的工作性能，工作中做好各種監測記錄，切實做好衛星傳輸的抗干擾工作，保證衛星信號傳輸的質量和效果。

參 考 文 獻

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