影響衛星廣播電視信號傳輸與接收的自然因素與防護措施

馬剛

摘要：衛星廣播電視信號在傳輸和接收的過程中會受到一些自然現象的影響。本文主要是對影響衛星廣播電視信號傳輸與接收的自然因素進行介紹，并提出相應的應對措施。

關鍵詞：廣播電視 衛星信號 自然因素 防護措施

隨著無線電廣播的發展，衛星廣播電視信號系統已經成為主流的無線電傳輸方式之一。但與其他無線電廣播相比，衛星廣播電視信號的傳輸和接收很容易受到自然因素的影響。為了保障衛星傳輸系統的正常工作，本文對可能造成的干擾因素進行分析，并提出相應的應對措施。

一、廣播電視衛星傳輸系統的構成及其傳輸方式

廣播電視衛星傳輸系統主要由四部分組成，分別是接收站、空間段、地球站和同步衛星組成。其中傳輸系統主要是由衛星轉發器和地球站兩部分組成。其中地球站是整個傳輸系統中的重要組成系統。地球站的主要作用是將基帶信號通過信道處理的方式，將信號進行調制、變頻和放大，同時通過天線發送至衛星。衛星轉發器將從地球站接到的下行載波信號，進行變頻和放大后再發送到地面的接受裝置，以此實現衛星的廣播功能。

二、影響廣播電視信號傳播和接收的自然因素

（一）日凌現象對廣播信號的傳輸影響。日凌通常是指一種多發生于春分與秋分前后，由于強烈的太陽輻射造成通信裝置短暫中斷的一種自然現象。通信衛星的軌道大多處于赤道上空。在每年的春分和秋分前后，太陽的為位置正處于赤道上空。太陽與通信衛星和地面衛星信號接收裝置處于同一條直線上。強大的太陽電磁輻射會干擾衛星下行信號。日凌的發生時間主要與接收站的地理位置有關，而其的持續的時間與天線的口徑和工作的頻率有關。

（二）雨衰和暴風雨對廣播電視信號接收和傳輸的影響。雨衰主要指的是電波進入雨層中引起的衰減。它包括兩種衰減雨粒散射和雨粒吸收。雨衰的強弱與雨滴的半徑與波長的比值有著密切的關系，而降雨率的大小會直接影響雨滴半徑的大小。研究表明雨滴的半徑值在0.25厘米到0.3厘米之間。而c波段的電波通常在7.5cm左右，大約是雨滴半徑的30倍，降雨所產生的雨衰較小。在Ku波段，波長在2.5cm左右，與雨滴的半徑相差不大，因此降雨會對電波的影響比較明顯。

（三）大氣不均對廣播電視信號的傳輸產生的影響。大氣的不均勻主要指的是對流層內的氣體密度不均勻。氣體的密度受溫度的影響較大，越貼近地面，氣體的密度越大，越是遠離地面，氣體的密度越小。但是受氣候條件的影響，大氣密度的分布規律也十分復雜，進而導致氣體的折射率也存在分布不均的現象。最終會導致電磁波的衰弱。電波在傳播的過程中，會在大氣中發生折射現象，當折射發生時，會有一部分電波被大氣所吸收，從而導致信號的快速衰弱，甚至會導致信號的中斷。

（四）對流層的去極化效應對廣播電視信號傳輸的影響。去極化效應主要指的是無線電波在各向異性介質中傳播時極化的改變。在對流層中發生的去極化效應多數是由冰晶或降雨所引起的。降雨對不同入射方向和不同極化方向的電波所產生的散射是不一樣的，所以當電波進入降雨區之后，就會產生一種交叉極化分量現象，改變原有的線極化電波的極化方向：而原有的圓極化電波因為對流層去極化效應的影響，當電波穿過降雨區以后圓極化電波就會變成橢圓極化電波。對流層的去極化效應會引起交叉極化干擾，從而會影響廣播衛星電視信號的復用率。

（五）電離層對衛星傳輸信號的影響。電離層相當于一個等離子電層，當電磁信號通過電離層時，會與電離層中的電子產生相互作用，當衛星廣播信號頻率在厘米波段時，電磁信號會在電離層中發生折射，改變原有的傳播方向。但電離層中的等離子密度并不是均勻的，其密度會受緯度、高度和太陽活動等因素的影響。由于電離層密度不均的影響，衛星信號在電離層中傳播時，信號的強度會隨著電離層的密度變化產生快速波動，產生電離層閃爍現象。此外，電離層會對線極化電波的極化方向發生法拉第旋轉效應。對于廣播電視信號來說，在c波段中的影響較大，而Ka和Ku波段的影響可以忽略不計。

三、解決衛星傳輸干擾的應對措施

（一）降低日凌對于廣播電視信號影響的措施。日凌的是一種自然現象，人類很難進行干擾，為了降低日凌對于廣播電視信號的接收和傳輸的影響，首先我們要清楚的知道日凌發生的確切時間，做好預防措施。其次我們要增加接收天線的口徑。再次，我們可以通過衛星備份的方式，來預防日凌現象。衛星備份指的是發生兩個軌位不同的衛星，利用他們轉播相同的信號，當其中一顆衛星遭到日凌時，可以通過信道轉換的方法，將信號傳輸到另一顆衛星上。最后，我們可以在日凌來之前切換調頻、光纜等其他信號源。

（二）減少雨衰對廣播電視信號影響的措施。雨衰主要指的是信號在進入降雨區所發生的信號中斷現象。為此我們可以采用更高級的衛星接收裝置。為衛星接收機安裝高質的低門限和高頻頭。此外，我們可以適當的加長Ku波段天線的尺寸，使得信號的接收裝置更加靈敏，降低因雨衰所產生的信號中斷現象。最后，我們要做好地面接收裝置的預防措施。在雨季來臨之前，要先為衛星天線做好加固，防止天線偏移。在天線的反射板面打幾個小孔，避免天線表面出現積水，影響信號的接收。

（三）降低大氣層對廣播電視信號傳輸產生影響的措施。大氣層主要包括較低的對流層和較高的電離層，為了降低大氣層對于衛星信號的損害，首先，我們可以采用雙頻體制衛星系統，充分利用兩個頻率上的測量差，進而減小電離層對于衛星信號的影響。與此同時，我們需要充分考慮到大氣對流層的復雜性，電波在大氣對流層中的折射率與濕度、溫度和壓力都有關。為了準確的測量對流層對于衛星信號的延遲和折射，我們可以利用對流層延遲模型，準確的計算出接收裝置與信號之間的誤差，調整接收裝置的位置，保證信號的精準接收。

結束語：隨著科學技術的飛速發展，衛星導航、衛星監測和衛星定位逐漸在我們生活中占有重要地位。為了保證電視廣播信號的正常傳輸。我們必須熟知衛星信號傳輸的基本原理和衛星通信的基本知識，深入了解衛星信號的干擾因素，不斷改進和完善衛星信號的傳輸和接收裝置。保證對衛星信號的有效傳輸和接收，確保廣播電視信號的正常工作。