C波段衛星接收受5G干擾排查與應對處理

王明舉

內蒙古自治區廣播電視傳輸發射中心海拉爾861臺 內蒙古 呼倫貝爾市 021008

引 言

隨著5G技術的進一步發展，越來越多的城市已經開始投資建設5G試點基站。當C波段衛星的接收受到嚴重的同頻和鄰頻干擾，會給信息安全傳輸帶來極大的隱患。

1 故障排查

根據信號可能會隨時出現的一些故障情況，工作人員首先要進行排查的是監看線路的故障原因。工作人員測試了一臺帶有專用天線的射頻接收器，該天線接收器正常，又測試了一臺專用光纖無線信號機發射的射頻分辨率，該天線接收器正常，排除了信號傳輸數據過程中的故障。

工作人員將兩個設備接入中星6A帶下行線的垂直天線信號頻譜，得到射頻天線的高清信號載波頻譜。當兩個設備相互連接進行高壓供電后，在頻譜儀中，可以從中星衛視的高清載波上看到不時出現的一些干擾毛刺及隨機出現在中星衛視載波和視頻轉發器的載波基底噪聲。由于射頻測試儀與系統所有外部設備的相互作用基本正常，可以直接判斷系統是否外部輸入導致被無線干擾的射頻信號。

當高頻掃寬器的Span值進一步加大后，發現在1550～1650MHz附近，對應的高頻轉發器的上下行載波頻率信號為3500～3600MHz，具有異常載波的干擾信號，當該種異常高峰載波干擾信號在高頻轉發器的某個頻譜信號帶寬內時，有一個頻率比較突出的異常高峰信號和波浪信號出現。在進行本次測試的整個過程中，可以明顯發現，當5G基站開啟后，即使整個基站內完全沒有5G業務數據傳輸時，在輻射頻譜上也會馬上出現輕微的基站干擾和輻射強度上的提升。此時，位于C波段的衛星發射信號上的干擾可能會隨之不斷加強。由此可以預見，在未來5G技術廣泛應用后，無線基站間的信號發射干擾會以較強的干擾方式繼續存在。

2 5G信號干擾衛星C波段信號故障解決措施

2.1 窄帶高頻頭的測試分析

2.1.1 高頻頭原理及組成

高頻衛星信號接口在高頻衛星前端內部主要分為高速低噪音高頻放大器和下變頻器兩個部分，實現了對微弱高頻衛星發射信號同時進行高速低噪音高頻放大和進行下變頻兩大主要功能，放大了高頻輸入衛星信號并將其轉換頻率為950～2150MHz的中頻衛星信號。高頻接觸式探頭對于高頻電磁波的相互干擾作用比較敏感，需將其內部覆蓋一層類似金屬制表面殼體層有效屏蔽高頻電磁波。從部件結構上來說，高頻接觸式探頭主要由功率混頻器、中頻功放、本振、電源管和穩壓等多個部件綜合組成。衛星發射信號經過高頻饋源、耦合接收設備、高頻頭接口等各個環節一并進行高頻處理后，形成中頻衛星信號，并由一條相應的同軸線向衛星接收機前端發出信號。

2.1.2 高頻頭特性分析

高頻頭屬于一種有源射頻設備。高頻頭的綜合利用及其抗干擾的性能，僅僅只是從生產廠商為其提供的有源設備及其出廠后的一些性能指標中加以粗略地進行估計得出其本身具有的外部和內部抗干擾性的功能。作為窄帶高頻頭接收器的天線在頻率范圍3700～4200MHz的射頻帶外信號上都應該能夠直接得到比較好地衰減通過。對于帶外頻率范圍低于3600MHz的固定信號頻率，衰減后的最大值可以達到45dB左右。當帶外頻率范圍低于3500MHz時，衰減后的值能達到57dB左右。

2.2 窄帶濾波器的測試分析

實驗中主要使用的儀器是不同品牌、不同型號的小型微波窄帶頻率濾波器，主要功能是有效地快速屏蔽位于C波段中低頻帶外干擾信號，具有低插損、低群延遲（其中一些信號典型的數值大約≤8ns）等強大優勢，確保工作中長時間使用3700～4200MHz頻率范圍。該系列產品的帶通濾波器被廣泛設計為集成式并安裝在衛星天線的饋源與高頻頭接口端，有效地抑制5G基站信號發射導致的強波和帶外微波干擾。從目前正式投入商業應用和已經制定計劃的5G信號工作頻率范圍分配情況分析來看，工作頻率（3400～3600MHz）剛好位于C波段衛星信號接收到的擴展信號頻段。目前在衛星廣播電視應用領域中，絕大多數高頻頭c波段范圍寬度剛好是3400～4200MHz。使用該系列濾波器能夠使紅外射頻調制信號在管外輸出或調制轉換輸入至高頻頭接口時，對管外輸出的射頻信號源進行紅外變頻前，起到抑制管內帶外5G功率信號的混頻功能，防止由于抑制帶內強功率信號變頻產生的混頻諧波干擾。

2.3 窄帶高頻頭+窄帶濾波器的結合

隨著5G的正式商業化使用和未來更多窄帶網絡無線基站的投入建設，之前采用的窄帶高頻頭接收天線的抗干擾保護措施，存在一部分天線無法正常接收窄帶信號，直接遭受高頻干擾的復雜問題。嘗試使用一臺寬帶高頻頭接收機對中頻引入信號的本振頻譜干擾進行了一次展開性的干擾監測（在C波段下的寬帶高頻頭接收機的本振頻率范圍一般是3400～4200MHz，本振頻率一般是5150MHz），干擾信號一般存在于一個M=1600MHz的本振位置（即變頻前頻率為3550MHz），這里一般存在著較強的中頻引入引出導頻干擾信號，強度最好可以直接控制在50dBm。電信運營商在2018年前后實施兩次試驗，導頻階段的5G較強信號頻率干擾在中頻較強信號的高頻功率頻譜范圍中的值從M1（1550MHz）至M2（1650MHz），對應兩次變頻前的低速上、下行信號頻率峰值范圍大約為（3500～3600MHz），存著一個帶寬為100MHz的較強導頻信號，且在兩次變頻后的1600MHz（分別對應于兩次變頻前的高頻率3550MHz）處分別出現了兩次導頻，峰值大約是45dBm左右。比較前后兩次5G信號中頻頻譜的導頻，發現導頻較強信號的高功率和低功率相對比較于實施試驗期間大幅增強，強度在5dBm以上。整體來說導頻較強信號的高功率和低功率導頻幅度相對比實施試驗階段大幅提高。

結束語

隨著5G技術的發展，會建設越來越多的5G基站。衛星接收天線應及時做好防范應對5G信號的干擾，做好對各種方法的可行性探討和驗證。除了使用窄帶高頻頭，還可以通過和運營商協商，讓5G站點盡量遠離接收天線，實在不能遠離的，要避免在天線主瓣方向放置5G站點，在天線周邊建設金屬屏蔽網也是一個可備選的選擇。