应对干扰（共8篇）
应对干扰 篇1
摘要：在卫星传输过程中存在各种各样的干扰, 本文针对传输过程中常见的干扰进行分析, 并探讨有效的解决措施。
关键词：卫星传输,干扰,应对措施
随着数字广播电视技术的飞速发展, 卫星传输已成为广播电视节目主要传输手段之一, 与其他传输方式相比, 卫星传输具有传输距离远、覆盖面大、通信容量高、传输质量高等特点。但是卫星传输也存在一些不足, 在传输的过程中存在来自于地面、空间、自然及人为等各方面的干扰, 影响卫星传输的质量和效果。因此明确主要的干扰类型及存在原因, 并且针对各种干扰采取相关的措施, 以有效提高卫星传输的质量及效果。
广播电视卫星传输系统主要包括同步卫星、地球站、接收站等部分组成, 其中地球站是这个传输系统的重要组成部分, 在地球站基带信号经过调制、变频、放大等处理并通过卫星天线发送到卫星转发器, 同时接收卫星的下行载波信号, 经过变频处理和解调恢复出原来基带信号传递给用户。卫星转发器将地球站发送来的信号经过放大、变频后再传递到地面的接收站, 这个过程就是卫星完成广播电视信号传递的功能。所以在这个过程中, 地球站的设备及环境、地球站到卫星转发器、转发器到接收站以及接收站的设备和环境, 这些环节中的异常都是影响广播电视信号安全传输的主要因素。下面就卫星广播电视信号传输系统内各种干扰产生原因进行分析并介绍应对措施。
一、卫星信号传输过程中的干扰分析
1.1卫星传输中的地面干扰
地面干扰一般来自电磁干扰和交调干扰。
在城市化建设中, 越来越多的信号及电磁设备被应用, 使得电磁波产生, 还有微波、雷达等干扰源。如果地球站周围有较多的电磁波环境, 再有电缆屏蔽以及设备接地的不合理, 极易导致干扰信号通过下行链路进入用户端, 对正常的卫星信号造成干扰。此外, 地面高层建筑物的阻挡和地面的反射作用都给信号的正常传输造成影响。
交调干扰是指在卫星传输过程中由于上行用户多载波工作, 但转发器功放容量有限, 卫星传输功率不够, 因此不能实现信号的有效传递, 出现三阶互调分量超额或者部分用户上行电平过高, 使卫星转发器工作在非线性区, 造成转发器互调变差, 影响接收端信号质量。
1.2卫星传输中的空间干扰
空间干扰一般包括太阳辐射、电离层、对流层干扰。
太阳辐射是指在太阳风暴爆发期来自太阳的带电粒子流与地球磁场发生作用产生地磁暴, 会严重影响卫星传输的广播电视信号。
电离层相当于一个等离子导体, 由于电离层分布的不均匀性和随机时变性, 电磁信号在其中传递时会发生折射、散射、闪烁及法拉第旋转效应, 从而影响卫星信号。只是电离层对低频信号影响较为明显, 对于广播电视的高频信号不会造成干扰。
对流层对卫星链路的影响主要表现为吸收衰减, 对流层中的水蒸气随着频率增高对信号的损伤增大。Ku波段除了对水蒸气吸收敏感还对尘埃较为敏感。
1.3信号传输中的自然现象干扰
卫星信号传输过程中雨雪衰和日凌现象是自然干扰中的重要形式。
当电波穿过降雨区域时雨滴会对电波产生吸收和散射造成衰减。衰减的大小与雨滴半径与电波的波长比值有关。如果电波波长与雨滴半径的比值较小, 则干扰程度较高, 反之如果比值较大, 干扰程度较小。由于C波段波长一般大于雨滴半径而Ku波段波长与雨滴半径大小接近, 所以雨衰对C波段影响较小而对Ku波段影响就非常明显, 而且雨量越大、波束的仰角越大、频率越高降雨引起的衰减越严重。地处北方的接收站, 下雪也会对卫星信号造成影响, 雪片越大越密集对信号的吸收和散射越大。
日凌出现在每年的春分和秋分前后, 此时的卫星处在地球和太阳之间的直线之上, 卫星接收天线在对准卫星的同时也对准着太阳, 在接收卫星信号的同时也接收大量的太阳噪声, 从而使接收信噪比下降, 严重时造成卫星信号完全中断, 这就是日凌。只是日凌只影响卫星的下行链路, 发生时间和接收点的地理位置有关, 持续时长与卫星接收天线的工作频率和口径决定, 接收频率越高、天线口径越大, 日凌持续时间越短。
1.4卫星传输中的人为干扰
人为干扰是在卫星信号传递过程中人为恶意干扰正常的卫星信号。通常是 (1) 干扰方通过发射一个大功率单载波信号来干扰某一路电视载波, 造成接收端电视黑屏; (2) 干扰信号强占转发器功率, 使转发器功放工作与非线性区域或饱和区, 严重干扰该转发器的广播电视节目信号; (3) 干扰方发一个与正常节目信号参数相同的非法节目并使干扰功率高于正常信号功率, 这样接收端接收到的就是非法节目或者马赛克。
二、应对干扰的措施
1、保证建立地球站周边环境的合理性及安全性, 做好卫星信号传输系统或线路的电磁屏蔽工作, 加强传输设施在使用过程中的监测, 加强对相关设备的维护。不断完善基础设施建设, 使用先进的卫星传输设备, 有效保障信号传递的准确性及传输效率提升。
2、在卫星信号接收站点应该多做备份接收手段, 在雨天和下雪天严密监测信号接收质量, 避免卫星接收天线积水或积雪, 及时清理积水、积雪, 在雨衰和雪衰严重时及时使用有效的备份节目源。日凌目前没有有效的避免方法, 只能是在合理的范围内适当增加接收天线的口径和接收灵敏度来减少日凌持续时间, 或使用光缆或者微波等备份节目源。
3、对抗一些恶意人为干扰则需要使用大功率发射机和高增益发射天线, 使传输的卫星信号强度高于干扰信号;采用抗干扰卫星传输广播电视信号;使用大功率的MCPC信号工作于转发器的饱和点, 利用转发器饱和点强信号对弱信号的抑制性达到压制干扰信号的目的。
4、保证有效的卫星入网验证测试工作是解决卫星信号干扰的重要措施之一。在测试过程中要保证上行的三阶互调抑制比能够满足相应的技术要求, 使功率回退能够在规定范围内, 并且保障各载波调制器及变频能够正常输出, 加强信号传递的准确性。
强化卫星转发器用户之间的沟通也是解决卫星传输中干扰问题的重要措施。加强转发器用户间沟通可以避免在信号传输中受到其他用户信号的干扰。当前我国卫星传输广播电视节目信号存在很多地区使用同一个转发器的情况, 各用户之间如果缺乏有效的沟通就会导致信号之间相互干扰。
三、结束语
卫星广播电视传输系统是一个复杂的系统, 而影响卫星信号传输的因素很多, 我们必须熟练掌握卫星传输过程中的基本知识, 熟悉自己使用的所有传输设备的基本原理和性能, 学习抗干扰的技术, 针对不同的干扰源采取有效的抗干扰方法, 才能有效保证卫星信号的传送和接收, 确保广播电视节目的正常播出。
应对干扰 篇2
【关键词】广播电视 卫星传输 常见干扰因素 策略
一、广播电视卫星传输常见的干扰因素
随着卫星传输技术的发展，无线传输已经成为一种普遍的现象。而广播电视主要靠通信卫星和直播卫星传输。然而，卫星在传输信号的过程中，会受到某些因素的干扰，经常会有信号变弱或中断的现象出现，进而影响传输的质量。要想找到方法来解决这些问题，就需要先去了解广播电视卫星在传输过程中常见的干扰因素。对传输信号影响的干扰因素有很多，比如，空间段干扰、自然因素干扰、转发器的恶意干扰。因此，本文作者对其中的一些干扰因素进行了分析。
（一）云雨雪雾的干扰
在一定程度上，空间的自然环境会对卫星的传输造成影响。而对于空间自然环境的影响因素有很多，星蚀、电离层、太阳辐射等等[1]。其中，云雨雪雾对广播卫星传输的干扰是很严重的。最首要的是，云雾或雨雪等这些自然物质对电磁信号的能量有所吸收，因此，电磁信号经过电流层的时候，便有一部分能量被吸收。此外，对于电磁信号能量的衰耗，还可能是因为信号的频率过多而造成的。由于严重的云雨雪雾天气，会造成信号传输的路径不同，而形成相应的差异。经专业人士研究证明，雨雾天气会使卫星传输的信号变弱。但是，在这样的状况下，也会发生变化，如随着雨水量的增加，信号也会相应提升。可见，广播卫星传输遇到的干扰因素并不是我们想象那样简单。
（二）接收站地面信号的设备干扰
在广播电视卫星传输的过程中，地面信号的设备干扰是它的重要影响因素之一。在接收站的附近会存在很多干扰信号，比如，雷达信号、调频广播信号[2]。而对于广播电视卫星信号相同或频率相近的信号便会进入到下行链路中去，造成干扰。随着城市化建设的步伐不断加快，大量的信号和电磁设备被使用，已经成为一种很常见的现象了。在这情况下，便使电磁波出现了。它却成为了卫星传输中的破坏者，影响了信号的正常传递。比如，一些民用电器设备和公众通信站的电磁波对广播电视电视信号的正常运输的干扰。
（三）地球站的电磁环境干扰
地球站的电磁环境也是它的干扰因素之一。如果地球站电磁环境没有达到标准，将会造成电磁信号的干扰。对于地球站的电磁环境要求是很严格的。随着城市化进程的加快，地球周围的电磁环境也随之变得复杂。进而，有很多不好的因素出现，比如，工业噪音、调频广播。并对广播电视卫星的传输造成影响。比如，在地球站周围的电磁环境比较差，而电缆自身的屏蔽性也不太好的时候，相关设备的接地就会相应不符合要求。
（四）不规范操作引发的干扰
虽然人为因素很容易被忽略，但是，一定不能轻视。在地球站，值班人员对于播出设备、网管操作不当，所导致的错发载波信号，将会造成相应的干扰。也有设备参数设置错误的原因所造成的。这些设备参数有很多，比如，调制器、符号率、节目上行频率。
二、应对策略
（一）关于地球站的电磁环境干扰的应对策略
针对地球站的电磁环境干扰，可以通过这些措施来解决。第一、可以根据地球站的电磁环境出现的现象，对系统的各个节点进行依次排查，来寻找干扰源，再根据具体情况采取相应的措施，进行相应的处理，如更换更换干扰源设备。还需要按时进行相应的检查，比如，天线是否有偏差，板化器有没有偏离的情况出现[3]。第二、对于地球站的选址也很重要的。選址的时候，一定要对电磁环境进行检测。从而，做好传输线路的电磁屏蔽工作。也可以在地球站建立相应的电磁屏蔽系统设备和系统，避免干扰现象的出现。
（二）关于接收站地面信号设备干扰的策略
广播电视卫星在传输过程中，到达地面之前会受到各个方面因素的影响，在达到地面以后，同样会受到很多的干扰源。因此，最首要的就是要把接受天线架设在远离电磁场，而且要是空旷的地方。这样，就可以在遇到干扰之后，根据实际情况，对干扰源进行全面的分析，找到问题的根源，进而，采取相应的措施。可以采取灵敏度高的高频头，对干扰进行处理[4]。比如，当受到全波段干扰很严重的时候，可以使用多种办法尽可能地减少干扰，如利用建筑物、人工屏蔽来减少干扰。
（三）关于云雨雪雾对电磁信号干扰的策略
我们都知道，自然界是千变万化的，那么云雨雪雾对电磁信号的影响也是无法提前预知的。而它所带来的后果也是很要严重的。因此，在实际工作中，工作人员一定要根据自然现象的变化情况采取相应的预防措施。尽最大可能去避免这种现象对电磁信号产生一定的影响。
（四）关于不规范操作引发干扰的策略
对于人为因素，加强安全播出管理是首要的。当然，也需要加强对值班人员专业能力的培训；强化他们安全播出的意识，严格遵守相关的规章制度以及操作制度；增强他们的责任感。同时，也需要他们不断学习，去提升自己。
总而言之，广播电视卫星传输常见的干扰因素有很多。因此，在实际工作中，工作人员一定要及时采取相应的措施，来解决这些问题。希望本文可以给看到它的读者们带去新的收获。
参考文献：
[1]杨猛.广播电视卫星传输常见的干扰因素及解决方式[J]. 数字技术与应用，2014，06：63-64.
[2]蒋东华.广播电视卫星传输安全的影响因素及解决策略[J]. 科技传播，2014，07：13-14.
[3]赵阳.广播电视信号传播抗干扰技术探讨[J]. 电子世界，2014，12：441.
如何应对自动化控制系统干扰 篇3
自动化控制系统所受干扰主要带来了几个方面的影响:
1) 自动化控制系统设备防过电压的能力不强, 雷电带来设备损坏、供电中止现象比较严重;2) 失压情况下U PS等附属设备难以保证自动化控制系统的不间断运行, 导致自动化控制系统丢失事故记录数据;3) 电磁干扰对设备运行影响致使误报或大面积节点抖动现象。
而自动化控制系统所受干扰一般体现在以下几个方面:
1) 谐波干扰。由于用电负荷中较多的电子整流器、电焊机、电梯、整流装置, 中频逆变电机, 弱电子系统、U P S等各种电子装置开关电源大量应用等原因, 必然在供电系统中产生谐波电势和谐波电流 (含有正序、负序、零序谐波电势和谐波电流) 。大量谐波电流流入电网后, 通过电网阻抗产生谐波压降, 叠加于电网基波, 引起电网畸变, 致使因设备误触发动作、元件无法进行测试而引起自动化控制系统处于瘫痪状态;
2) 击电磁波干扰。雷闪也是造成自动化控制系统运行故障和硬件损坏的重要因素之一。其主要干扰形式表现为雷击电磁脉冲通过电源传输线路和信号、数据传输线路引入设备的浪涌电压和浪涌电流。
3) 强、弱电并行敷设线路之间分布电容耦合干扰。采用非屏蔽导线穿塑料管进行敷设, 通过强、弱电导线之间存在的分布电容的耦合途径, 使得弱电线路产生较高的静电感应电压, 导致自动化系统设备电子线路板被击穿。
4) 采用等电位措施后, T N—S、T N—C—S电源系统对自动化控制系统造成的干扰。在TN—S, TN—C—S系统中, 由于三相用电不平衡而造成N线中有电流流过, N线与大地之间存在接地电阻。这样, 接地点与真正的大地间必有一定的电位差, 接地点的电压为PE线的电压。若P E线直接与自动化控制系统设备相连而不形成其它接地回路, 则PE线上不会有电流流过。一旦PE线参与等电位连接, 如与结构主钢筋连接, 由于PE线上的电位高于大地电位, 会有电流沿PE线经结构钢筋流入建筑物的基础地网。
根据对自动化系统干扰的分析, 可以制订以下几个方面的措施来减少电压扰动。
a.为了保障自动化系统正常运行, 应尽量少选用产生电压扰动的类型。主要措施是督促生产厂家提高设备功能模块的性能品质, 特别是对元器件的老化筛选严格把关, 保证其性能的稳定性。
b.自动化系统和干扰设备应分开电源线路供电。因为大功率电机、大容量电容器组在起动和通电时引起电压降低;大功率整流设备、开关模式电源产生大量谐波;大功率电焊机等引起电源电压的剧烈波动。这些干扰设备产生的电压扰动通过电源线路的阻抗耦合将干扰自动化系统的正常工作。将220V交流供电改为220V直流供电方式, 退出U PS, 改为由变电站直流小母线直接向R TU供电。
c.自动化系统设备安装位置应远离产生电磁场的设备。因为变压器、大功率电机、大电流的配电线路都能在其附近产生强大的电磁场, 场强大的空间电磁场将直接干扰自动化系统的正常工作。在采集回路中串接光电隔离器, 提高工作电压等级。
d.自动化系统设备电源线路上切断电源的保护电器动作应有延时。保护电器稍带一些延时, 可在不影响其保护功能的前提下躲过雷电脉冲, 避免不应有的间断供电。在软件中增加延时模块, 提高伪甄别能力。
5) 自动化系统设备单相电源线路上应限制所接自动化设备的台数。
6) 自动化系统设备电源线和信号线宜在同一通道内布线, 避免产生涌压的大包绕环。两套自动化控制系统设备电源线和信号线未布置在同一通道内, 形成了一大面积的包绕环, 当空间产生高频变电磁场时, 此包绕环内将感应产生幅值甚大的涌压, 将干扰甚至损坏自动化系统。
7) 自动化系统设备配线时应尽可能避免电源线对信号线的干扰。a.电源线和信号线宜采用屏蔽电缆、穿钢管电线或双绞线。当电源线靠近信号线时, 产生的电磁场将干扰信号线, 为此信号线应加屏蔽并在两端接地。两者交叉时应作直角交叉以减少电磁场的感应。钢管有屏蔽作用, PVC管无屏蔽作用;b.单芯电线组成的电源回路应以金属管等外护物作屏蔽。电源线路采用电缆, 因电缆线芯系对称布置, 线芯通过电流产生的电磁场可互相抵消。电源线路如采用单芯电线, 施工中难以做到线芯的对称布置, 回路周围将产生电磁场。为此由单芯电线组成的电源回路应套以金属管槽作屏蔽。
8) 自动化控制系统设备电源线和信号线应远离建筑物防雷装置的引下线至少2m, 否则应加以屏蔽。装设防雷装置的建筑物遭受雷击时, 防雷引下线将瞬间通过幅值数千安计的波形陡度很大的雷电冲击电流, 其周围空间将产生强大的瞬变电磁场, 自动化控制系统设备电源线、信号线如靠近引下线将感应产生涌压, 轻则干扰重则击穿损坏设备。
9) 装设防雷击、防干扰容性隔离变压器, 可综合解决防雷击、防电磁干扰、防谐波干扰、防地电位升高问题。
10) 自动化控制系统设备电源线路应注意保证线芯的连接质量。大量的电压扰动是在电气装置内部产生的, 因此用电设备应尽量少选用产生电压扰动的类型。如采用12脉冲的桥式整流器代替6脉冲的桥式整流器, 节能型的荧光灯电感镇流器代替谐波含量较大的电子镇流器。
摘要：通过对自动化控制系统的受干扰分析, 提出自动化控制系统减少电压扰动的措施, 确保自动化控制系统的可靠运行。
关键词：自动化,干扰,措施
参考文献
[1]连纪文.浅谈电力通信电磁兼容问题[J].电力系统通信, 2003.
应对干扰 篇4
广播电视卫星传输系统主要由广播卫星空间段、节目播控中心、卫星测控站、上行地球站、卫星电视接收站等部分组成,其中各环节发生的干扰都会危害广播电视卫星节目的安全传输。下面是笔者结合在地球站的工作实践,在卫星广播电视上、下行传输系统范围内,浅析各种干扰产生的原因和应对措施。
1 地球站影响安全播出的主要干扰及应对措施
上行地球站在广播电视传输系统中发挥着重要的作用,是安全播出的重要环节,其中有许多因素都会导致节目干扰从而影响到安全播出工作。
1.1 地球站电磁环境干扰
近年来,由于城市化的快速发展,地球站周边电磁环境日益复杂化,各种地面微波、地面电视信号、调频广播、工业噪声等因素,串入上行链路发射上行造成上行干扰,串入下行链路造成下行干扰,另外由于播出设备接地不达标、电缆屏蔽性能差、电缆接头接触不良、链路电平配置不合理、电缆锈蚀接触不良等原因同样可能造成对上下行链路的干扰。
应对措施:根据现象逐一排查,具体分析确定干扰源,进行解决。建站选址前必须进行电磁环境测试,对播出系统的硬件设施和传输路由做好电磁屏蔽措施,机房设备要良好接地,电缆屏蔽、连接可靠,符合《广播电视安全播出管理规定》的指标规定。日常维护中应定期进行环境监测,还要与有关部门加强协作,做好频率划分、占用工作,制定好相关应急预案,将干扰影响降到最低,保护好自身合法权益。
1.2 地球站上行设备杂散干扰
此类干扰一般是由于地球站的调制器、上变频器、高功放等上行系统设备性能劣化或故障,产生的杂波所致。除设备本身特性因素外,设备安装不合理、收发信号屏蔽不好,易形成中频串扰,接地信号被转发,这些问题也是上行载波受到干扰的因素之一。
应对措施:测试系统各节点,确定干扰源后及时更换设备,另外应定期进行设备检修和系统测试,监测系统各环节,若发现异常,立即查找原因并解决。
1.3 交叉极化干扰
当地球站上行发射天线交叉极化隔离度没有调整好或载波超功率发射就会对卫星的反极化用户造成干扰。
应对措施:上行系统播出前要与卫星公司配合做好严格的天线入网测试工作,使相关指标符合上行标准,在正常播出中发现干扰要联系测控站和地球站进行排查,重新进行极化和功率标定。
1.4 互调干扰
互调干扰本身是由变频/高放过程中增益过大而产生的非线性失真输出引起的。当上行用户多载波工作,功率储备不足,回退不够,容易造成三阶互调超标。当上行电平过高,使卫星转发器进入非线性区,也会使转发器互调特性变差。实际中,三阶互调参考技术要求≤-34dBc,一般正常工作电平时要达到-34dBc。
应对措施:播出前进行系统测试,严格遵守入网测试规范,限定上行载波电平,发现超功率载波及时调整,上行站能保证回退量,发射功率电平不超标。
1.5 不规范操作引发干扰
地球站值班人员对于网管、播出设备操作不规范,导致的误发、错发载波信号,都会对上行播出节目造成干扰。另外节目上行频率、符号率、调制器、高功放等设备参数设置错误等也是重要的干扰原因之一。
应对措施:加强安全播出管理,重视值班人员业务技能学习、培训工作,强化安全播出意识,提高责任心,严格遵守操作“呼应、监护、复查”三关制,完善机房规章制度、应急操作预案和故障处置预案并将播出应急处理程序、播出设备的开关、紧急切换等简明操作步骤张贴在明显处,使操作人员在紧急情况时能直接看到所需要的内容。安全播出工作应该坚决杜绝人为责任性事故的发生。
2 空间自然因素干扰及应对措施
空间环境对卫星传输的影响因素很多,下面对常见的太阳辐射、电离层、对流层雨雪衰、日凌、星蚀影响进行分析。
2.1 太阳辐射干扰
太阳辐射通常情况不会对同步卫星造成辐射,但在太阳风暴爆发期,来自太阳的带电粒子积累在卫星表面,会造成卫星上某些绝缘材料击穿并放电,使PCB电路、电子器件被损坏,甚至改变存储单元的状态,导致卫星仓控制电路产生伪指令而影响卫星的正常工作。太阳耀斑爆发喷射的带电粒子流与地球磁场发生作用并产生地磁暴,也会严重影响卫星广播电视信号。国内曾出现过由于电离子累积产生了伪指令,导致卫星转发器自保护关机的事例。
2.2日凌、星蚀干扰
如图1所示,日凌现象是指当卫星运行到太阳和接收地球站之间并在一条直线上时,接收站天线正对准卫星和太阳时,强烈的太阳噪声将淹没微弱的下行信号,使卫星广播和通信受到严重的干扰甚至造成中断。日凌是不可避免的自然现象,但不影响地球站上行信号。
应对措施:日凌干扰目前尚无有效的方法来避免,卫星公司通常把各地的日凌时间提前通知用户,可在日凌期间采取应急预案和应急措施,关闭自动提升功率功能,防止系统误提功率,有条件的接收站也可以通过切换大口径的接收天线的方式来提高接收灵敏度,从而减少日凌持续时间,或者切换地面通路节目源如光缆、微波传输信号作为有效节目源,保证节目正常播出。
当地球处于卫星与太阳之间时,地球把阳光遮挡,此时卫星的太阳能电池不能正常工作,星载电池只能维持卫星自转而不能支持转发器的正常工作,而造成的通讯中断称为星蚀。目前由于卫星技术的进步,已基本不会对卫星通信造成影响。
2.3 电离层干扰
电离层中充满了电子,相当于一个等离子导体,当电磁信号在其中传播时会产生相互作用。对卫星通信而言,电离层的影响表现为折射、散射、闪烁及法拉第旋转效应都会对卫星通信产生干扰。
应对措施:此类情况只能通过提高卫星通路和元器件的抗干扰性能,来保证传输的可靠性。
2.4 对流层干扰
对流层对卫星传输最常见和最重要的影响是雨、雪衰。
(1)雨衰
在雨中传播的电波受雨滴的吸收和散射影响而产生的衰减称为雨衰。而且雨量越大、波束的仰角(或电波通过降雨区的路径长度)越大、频率越高降雨引起的衰减越明显。
应对措施:最佳方式是在异地建立地球站,降雨时进行节目代播,保证节目正常上行;上行功率控制,利用接收本站发出的信号或者卫星信标信号推算出上行链路的雨衰值,从而相应增加地球站的发射功率,使得雨天到达卫星接收机的信噪比与晴天相近。
(2)雪衰
现象类似于雨衰,根据实际经验,除非暴雪的情况,降雪对于Ku及以下频段的卫星信号不会产生明显的衰减(馈源积雪除外),但是在化雪过程中,对于C波段和Ku波段的卫星传输来讲,影响却是非常显著的。由于在化雪过程中,天线馈源及主反射面凹凸不平的积雪对电磁波产生强弱不同的散射和吸收,严重地破坏了卫星天线口面函数的均匀性,大大降低了天线的增益,同时也增大了天线的噪声温度,上行链路的EIRP值或接收系统的G/T值均会因此而大大减小,影响了卫星信号的传输质量。化雪对于天线增益和噪声温度的影响程度因天线口面的大小、馈源口的大小、天线主反射面的形状及通信频带的不同而略有不同。由于自然化雪一般持续时间较长,对天线的增益影响显著,因此,无论是信号上行的地球站还是信号的接收站,均必须对此采取积极的预防和处置措施。
应对措施:目前对于天线的除雪措施主要有两种方式:方式一,馈源除雪,目前普遍采用向馈源口吹热风及时化雪的办法,此种方式简单易行,价格便宜;方式二,主反射面除雪,最佳的方法是在反射面背后安装加热膜并通过持续加热和温度控制来实现。另外还可以在天线顶部安装喷水系统或者人工冲雪方式,采取高压、瞬时大流量的水流可将主反射面积雪冲落,达到除雪的目的。经过我站实践,降雪初期使用馈源及主面吹风化雪效果较为明显,而对于较大或持续时间较长的降雪,使用天线加热膜或高压喷水的除雪效果较为理想。
3 空间技术干扰及应对措施
3.1邻星干扰
由于个别用户的上行天线偏向了其他卫星或邻星用户上行的功率过高,造成被干扰地球站系统噪声过高。
应对措施:完成与邻星的轨道协调,系统设计时应提高天线口径,定期测试,定期调整天线对星,发现上行干扰应及时协调排除。
3.2 相邻信道干扰
相邻信道干扰是由于频率分配没有足够的保护频带或者载波频谱特性不符合要求,造成低噪过高,功放的非线性使频谱扩散均会造成相邻信道干扰。
应对措施:严格划分频率分配,严格入网测试程序,发现超标干扰应及时更正,留有足够的保护带宽,功放要有足够的回退能力,不超标发射。
4 地球站接收系统干扰
4.1 地面信号干扰
地球站和接收站周围的各种地面干扰信号随处可见,如地面无线电视信号、调频广播、微波信号、雷达系统、测控信号、通信基站等,那些与卫星信号同频或者邻频的地面信号会串入下行链路造成接收干扰,劣化卫星信号接收载噪比、误码率等指标,导致信号质量下降甚至中断,还可能使自动功率提升系统误操作,此类情况较为常见,且干扰的频繁程度逐年上升,对安全播出工作的危害越发明显。
应对措施:可以在接收天线附近设立屏蔽网,还可以选用滤波器效果更好的LNB或LNA,滤除部分杂散干扰。
4.2 接收设备干扰
接收天线未能准确对星或接收天线口径过小,都容易导致下行接收信号受到干扰。受到干扰时要先对干扰源进行全面细致的分析,针对具体问题采取相应措施:保证接收天线架设在空旷的上方无遮挡物并远离强磁场的地方;当干扰信号频率与接收信号频率相差10MHz以上,可以在LNA或LNB前端安装滤波器抑制干扰,但注意滤波器的指标需满足传输要求;受全波段重干扰时,可利用地形、建筑物及人工屏蔽的办法;给天线安装灵敏度高的高频头,天线足够多时尽量选用单极化单输出高频头。
5 结语
卫星广播电视传输是一个复杂的系统,本文从实际工作角度出发,对于常见情况进行说明,因此只有熟练掌握卫星通信的专业知识,熟悉播出上行设备的基本原理和性能,深入学习卫星通信系统的抗干扰技术,不断完善播出系统,针对不同的干扰源采取有针对性的措施,才能有效地保证卫星信号的发送和接收安全,确保广播电视信号的安全播出。
摘要：广播电视卫星传输作为高效、经济的传输技术,近年来得到了飞速的发展,然而在实际的卫星传输过程中不可避免会受到多种因素的干扰,影响广播电视的收看效果。广播电视卫星传输的干扰大致可分为上行系统干扰、空间自然因素干扰、空间技术干扰、下行接收干扰四大类,本文从地球站播出角度,分析了以上干扰产生的原因和应对措施。
关键词：广播电视卫星传输,安全播出,干扰因素,应对措施
参考文献
[1]奚向涛.卫星接收信号的干扰和抗干扰.有线电视技术,2007(2).
[2]蔡佳生.卫视接收中的微波干扰及其解决办法.卫星通信,总第24期.
应对干扰 篇5
1 广播电视卫星传输的干扰原因
卫星在传输信号的过程中会受到各种信号的干扰, 影响传输效果。要想解决干扰问题就必须了解卫星信号在哪个环节受何种干扰, 然后对干扰源进行分析, 并采取措施解决干扰问题。
1.1 地球站设备干扰
当地球站载波发射超功率, 没有调整好天线交叉极化隔离度的时候, 卫星上的反极化用户就会被干扰。地球站电缆屏蔽性能变差, 周围磁场环境变得恶劣, 地球站上的调制器变差以后极易产生杂波, 使卫星信号出现间断性杂音, 造成干扰。除此之外, 不合理的链路电平配置也会导致一些工业噪声和地面微波进入上行链路, 并发射到卫星转发器上, 从而造成上行干扰[1]。
1.2 接收站地面信号设备干扰
下行链路的干扰是由于下行链路配置不合理或者接地不良, 设备损坏所导致的。接收站地面附近存在很多干扰信号, 如微波信号、雷达信号、调频广播信号等。和电视卫星信号相同或者相近频率的信号会窜入下行链路中, 造成接收干扰, 从而使电视卫星信号质量下降或者中断。另外, 一些民用电器设备和公众通信站的电磁波也会干扰广播电视信号的正常传输。
1.3 空间段干扰
广播电视卫星的正常传输会受到很多空间段环境的干扰, 例如邻星干扰、相邻信道干扰、不规范操作引发的信号干扰等。
(1) 邻星干扰。随着同步卫星轨道的逐渐增多, 邻星干扰在卫星信号传输过程中也越来越多。邻星干扰主要有上行干扰和下行干扰。上行干扰主要是由于上行电平较高, 有些用户天线口径较小, 导致功率谱密度严重超出指标, 邻星用户天线偏向被干扰卫星。干扰卫星与被干扰卫星拥有相同的覆盖区, 在这覆盖区内, 被干扰卫星在接收信号的同时, 还会收到邻星信号, 这就导致下行干扰。
(2) 相邻信道干扰。当用户的载波频率分配和相邻信号的频带发生重叠, 缺乏相应保护带宽, 用户载波频谱达不到要求, 就会出现副瓣或者噪底过高现象, 影响传输。这就要求在测试的时候, 一定要保证载波调制特性符合技术要求, 上行载波频谱必须在分配频带范围之内[2]。
(3) 不规范操作引发信号干扰。个别卫星地球站在入网操作的时候有误, 频率、速率等设置不正确, 没有严格按照程序规范操作, 甚至有个别用户私自上载波偷发信号, 这些不规范操作都会引发信号干扰。
1.4 自然因素干扰
自然干扰包括太阳活动、电离层、对流层、日凌现象等。这些自然现象均对广播电视卫星正常传输造成影响。
(1) 电离层闪烁。受电离层结构不均匀性等影响, 当电波穿过电离层时, 导致信号的相位、振幅等特性短周期发生变化, 出现电离层闪烁现象。上述这种电离层闪烁情况对卫星信号的传输有极大的干扰。
(2) 雨衰。当电波在传输过程中穿过降雨区的时候, 雨滴就会对电波产生吸收和散射的情况从而造成衰减。这种现象就叫做雨衰。对流层对广播电视卫星传输最重要的影响就是雨衰, 雨衰使地球站和卫星接收到的信号功率下降, 最终导致去极化干扰。
(3) 日凌。每年春分和秋分的时候, 卫星将位于地球和太阳间的直线上。这个时候地球站天线不仅对准卫星也对准太阳, 太阳产生的超强电磁波将直接投射到地球站天线上。地面在接收大量卫星信号的同时也会接收很多太阳噪声, 接收信噪比下降, 甚至会出现信号被太阳噪声覆盖的情况, 被迫造成信号中断, 这种现象被称为“日凌现象”。日凌也会干扰卫星信号的传输。
(4) 卫星蚀。每年的春秋季节, 在某个特定时间内, 卫星将进入地球的阴影区域, 这时候卫星接触不到太阳光, 太阳能电池无法提供电能, 卫星不得不依靠燃料电池或者蓄电池供电, 这一阶段称作“星蚀期”。“星蚀期”的卫星信号传输将会受到影响, 导致传输质量下降。
1.5 转发器恶意干扰
转发器除本身发生故障造成干扰外, 恶意干扰现象较为突出。干扰方利用地球站上行设备, 挑选某个正在使用的卫星转发器, 发射大于正常信号功率已经调制或者尚未调制的射频信号, 使正常信号质量下降甚至出现的传输中断。正常信号传输被转发器恶意干扰, 导致一些非法的声音和图文影像被传出, 造成极其恶劣的影响[3]。甚至一些不法分子利用转发器维修的空余时间来干扰, 影响传输效果。
2 解决这些干扰的应对措施
2.1 抗地球站干扰
抗地球站干扰可以先把系统各个节点测试好, 更换干扰源设备后方可排除干扰。除此之外, 还需要按时检查天线是否有偏差, 极化器是否有偏离情况, 密切关注设备的使用情况, 规避干扰事件发生。当发生干扰时, 对被干扰用户重新标定极化和功率, 做到及时发现, 立马解决。与此同时, 地球站的选址要先进行电磁环境检测, 做好传输线路的电磁屏蔽工作, 规避干扰现象的出现。也需要不断完善相应规章制度, 强化安全管理意识, 做好应急处理预案和故障系统处置工作, 保证在突发情况发生时, 工作人员可以及时获取所需要的内容。
2.2 抗地面信号设备干扰
地面上不可避免会出现很多干扰源, 因此在建设工程的同时还要保证接收天线架设在远离电磁场的空旷地方, 在遇到干扰后, 先对干扰源进行全面细致的分析, 针对具体问题采取相应措施。灵敏度高的高频头可以保证信号接收的质量, 因此, 要选择这种高频头进行处理。当信号设备遇到强微波干扰的时候, 可以直接把接收站迁到没有干扰的地方, 最大限度减少对卫星地球站的干扰[4]。如果受全波段干扰较严重时, 可以利用建筑物、人工屏蔽等多种方法最大限度减少干扰。
2.3 抗空间干扰
对于邻星干扰现象, 最好的方法就是分析干扰源, 检测受干扰卫星和邻星信号, 对干扰源进行双星定位, 并采用相关技术极大限度减轻干扰。对相邻信道干扰情况, 多载波同一转发器使用时会出现交调干扰, 因此, 想要避免这种干扰, 转发器工作必须要在足够的回退点。目前, 我国省台节目大多都是共用一个转发器, 所以, 相同转发器用户之间要互相监测, 加强沟通交流, 保证转发器工作在线性。对于空间内的这些干扰, 必须加强检测, 及时发现干扰问题并通知卫星测控中心, 由卫星治理者进行协调处理。
2.4 抗自然干扰
上述的几种自然干扰属于天文自然现象, 不可避免, 但是可以采取相应措施减少对卫星通信的影响。对于雨衰的影响, 可以采用调整地球站天线仰角的方式, 但需注意在减少雨衰增大仰角的同时避免形成积水。目前对于日凌的干扰问题, 没有很直接有效的方式来规避, 只能使用双星备份和地面备份这两种方式来预防。在日凌结束之后, 通信会自动恢复正常。有的卫星公司会提前通知用户日凌时间, 以便做好应对措施[5]。以前卫星蚀对卫星通信的干扰是非常严重的, 但目前卫星供电系统有了很大进步和提高, 在卫星蚀期间, 有备用电源支撑卫星正常工作, 不会影响广播电视卫星的正常传输。
2.5 抗转发器恶意干扰
对于非法用户的干扰, 地球站可以有效利用转发器饱和点强信号对弱信号的抑制性进行控制, 还可以利用关闭转发器, 使用抗干扰卫星的方式来传输广播电视节目。一般可以采用功率较大的发射机和高增益发射天线来增加广播电视节目的上行功率, 使干扰小于正常信号, 进而达到强功率压制效果。解决交调干扰问题, 可以利用地球站严格控制上行功率, 保证调制解调器、上变频器、发射机等有足够的预留回退余量, 确保转发器在线性区的工作。另外, 还要学会合理运用各种抗干扰技术和手段, 极大限度减小干扰造成的政治影响和经济损失, 要把抗干扰技术能力作为一项重要课题来解决, 从而在根本上解决恶意干扰问题, 保证广播电视卫星传输的安全性[6]。
3 总结
广播电视卫星传输是一门既先进又复杂的技术, 想要使这种技术高效发展, 保证广播电视卫星的传输安全, 就要深入学习解决问题的方式, 熟练掌握相关专业知识。本文比较详细的论述了各种干扰产生的原因, 并提出相应解决措施, 由于本人水平所限, 本文不当及疏漏之处, 请各同行不吝批评指正。
摘要：随着科学技术的不断发展, 广播电视卫星传输技术也得到广泛应用。广播电视卫星在传输过程中会受到各种因素干扰, 这种不可预见性的干扰是由自身条件限制等众多原因引起的, 本文就从广播电视卫星传输的干扰因素入手, 分析产生这种干扰的原因以及解决措施。
关键词：广播电视,卫星传输,干扰因素,措施
参考文献
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[5]张立新.有线数字电视安全播出监测系统方案及比较[J].广播电视技术, 2005 (04) .
应对干扰 篇6
1.日常用语。生活中有许多和物理有关的日常用语,这些生活用语含义较为模糊,不够精确,在表达上常常有一词多义的现象。 如,“重量”有时指重力 (电动机与柴油机相比,体积小、重量轻),有时指质量(一袋水泥的重量是50kg);“热”有时指热量 (冷水吸热),有时指温度(变成热水),有时指内能(摩擦生热);油比水轻,书包带越宽压力越小,跷跷板总是重的一侧下沉,女高音(音调高)、高声(响度大)唱,打开电灯……这些用语并不能算错误,因为在具体的情境下,人们能够理解它的含义。
2. 片面认识。如,力,很多人理解为和人的主观体验直接相联系的“力气”,甲推倒乙, 是因为甲推乙的力量比乙推甲的力量大;在运动和力的关系上,看到有马拉车车才向前运动、有人推桌子桌子才会移动的生活现象, 认为力是物体运动的原因,牢牢地把力和速度而不是加速度联系了起来,认为物体受力才有速度,不受力便没有速度,即使原先有速度也会自发地趋于静止;静止的物体没有惯性,物体运动了才有惯性,运动的速度越大, 惯性越大等等。
3.习惯思维。物理学中大量的公式都是用数学语言表达出来的,但物理规律与数学关系式毕竟不同。如,初中物理电学中欧姆定律的数学表达式但不能理解为“导体的电阻与加在它两端电压成正比,与通过它的电流成反比”。不少学生往往用纯数学的观念理解物理规律,思考和处理物理问题,而忽视了它们的本质,推导出错误的结论,导致对物理规律的理解产生错误。
二、观念干扰的应对策略
首先,要充分了解存在的观念干扰。只有充分了解了观念干扰的类型和特点,才能提高排除观念干扰的针对性和实效性。了解的方法有多种,可以通过回忆自己学习过程来了解,也可以通过学习物理经验的积累来了解,但最重要的途径是教学中学生的反馈信息。由于学生头脑中的先有观念大多是隐蔽的,教师必须善于营造一种课堂氛围,使学生积极参加教学活动,勇于暴露其原有观念。不仅如此,还必须善于帮助学生理清思路,使他们那些不清晰的认知变成明确的、可用语言表达清楚的概念。
其次,利用典型实验和归谬法克服观念干扰。1.典型实验。如,学生通常认为“物体浸入液体越深,浮力越大”。为了证实他们的结论是否正确,笔者做了个小实验:拿一个旁边开了口的溢水杯装水,水面刚好和开口处相平,用弹簧秤挂一重物,并将之缓慢放入水中。当重物没被水浸没时,随着重物在水中深度的增加,溢出的水不断流出,而且弹簧秤的读数不断减少,证明浮力是随深度的增加而增大的。但当重物完全浸没在水中时,无论将重物移到水的任何深度,再也没有水溢出,而且弹簧秤的读数也不变,说明当物体浸没在水里时,浮力跟深度无关。这样,通过实验的方法,使学生纠正了习惯思维得出的片面结论,获得了更典型、更生动、更能反映事物的物理本质属性和共同特征的感性认识,获得正确的物理概念。
应对干扰 篇7
1地面信号干扰
地球站和接收站由于初期建站选址不合理或后期周围电磁环境恶化,电缆屏蔽性能差,设备接地不合要求,链路电平配置不合理等因素,致使那些与卫星信号共用频段的地面信号串入上、下行链路造成上行干扰或接收干扰,使信号载噪比、误码率等指标急剧恶化,导致接收信号质量下降甚至中断。这些干扰源包括:地面微波、电台、航空雷达、通信基站、调频广播、高频电气设备、工业点噪声等。
遇到这些干扰时,先对干扰源进行全面、细致地分析,针对具体问题采取相应措施:(1)进行电磁环境测试,地球站做好相应的系统或传输线路的电磁屏蔽工作;(2)保证接收天线架设在空旷且正前方无遮挡物,并远离强磁场的地方;(3)遇到强微波干扰时,将接收站迁至无干扰的地方,或者查清微波站方位与其天线主瓣方向,使微波站天线的干扰信号对卫星接收站的干扰方向减少到最大限度;(4)受全波段重干扰时,可采用地形、建筑物遮挡及人工加装屏蔽网的方法;(5)给天线安装灵敏度高的高频头,天线足够多时尽量选用单极化单输出高频头。
2正交极化干扰
双极化频率复用指在相同的频率范围内,利用相互正交的两个极化波同时传输两路独立信号。该技术可使传输容量加倍,大大提高了频谱利用率,但不可避免,传输的两路正交极化信号会有部分功率泄漏到另外一个极化方向上,造成正交极化干扰,导致系统性能恶化。引起交叉极化的原因有:星、地天线的指向误差;星载天线、接收天线的极化鉴别率低;传输路径中的去极化效应(受降雨、冰晶、尘暴的影响)等。
应对措施:(1)调整好地球站发射卫星天线极化隔离度;(2)检查馈源系统有无掉进异物;(3)及时更换受损馈源膜;(4)在解调器中加装极化干扰消除模块,消除中频和基带信号的交叉极化干扰。
3传输空间干扰
传输空间干扰因素主要有大气损耗,电离层干扰,太阳风暴和日凌干扰。下面将分别作出介绍。
3.1大气损耗
当电磁波穿过对流层的雨、雾、云、雪时,能量会被吸收或散射从而产生损耗,有的时候会相当严重。同时水蒸气分子的吸收也会增加传输损耗。工作中最为常见的就是雨衰和雪衰现象。
3.1.1雨衰
电波穿过降雨区域时,雨滴会对信号产生吸收和散射,所形成的衰减称为雨衰。雨衰与雨滴大小(降雨强度)、工作频率、接收仰角、接收地理位置有密切关系。降雨越大,频率越高,雨衰越大;海拔越低,雨衰越大。雨衰使上行和下行信号的载噪比下降同时产生去极化干扰。
抗雨衰的应对措施:(1)C波段可忽略不计,KU波段卫星接收系统应根据所处的雨区和系统所要达到的可用度,对G/T或载噪比留有足够的余量;(2)通过上行功率控制相应增大地球站的发射功率,以抵消雨衰带来的影响;(3)调高天线的仰角可减少雨衰,但仰角过大容易使天线主反射面形成积水,反而衰减上行信号,所以增大仰角的同时还要避免形成积水。
3.1.2雪衰
雪衰指在降雪过程中由于天线馈源及主反射面凸凹不平的积雪对电磁波产生强弱不同的吸收和散射而引起的信号衰减。雪衰降低了天线增益,增大天线噪声温度,使上行链路的等效全向辐射功率(EIRP)和接收系统的品质因素(G/T)急剧降低,从而影响卫星信号的传输质量。值得注意的是,相比降雪而言,自然化雪持续的时间更长,化雪过程的雪衰对于天线增益影响更加显著。
抗雪衰的应对措施:(1)对上行站,应及时除去发射天线馈源和主反射面上的积雪,可用大功率风机吹走雪花,阻止其落在主反射面上,或用高压水龙头冲去反射面上的积雪,或在天线外围安装包裹层,向包裹空间吹热风融化积雪;馈源除雪采用向馈源口吹热风及时化雪。(2)接收站,在降雪时及时清扫天线馈源和主反射面的雪花,防止堆积即可避免雪衰带来的影响。
此外,由于大气密度随高度减小而引起的电磁波束上翘且起伏的大气折射现象;由于大气折射率的不规则而引起的大气闪烁现象;由于凹镜原理和对流层扰动而引起的散焦损耗和漫射损耗都会对卫星信号造成衰减。
3.2电离层干扰
距离地面80公里以上的部分电离或完全电离的空间区域称为电离层。电离层对卫星通信的影响表现为折射、散射、闪烁及法拉第旋转效应。
3.2.1电离层闪烁
由于电离层结构的不稳定性和随机时变性的影响,造成信号幅度、相位、极化状态等短周期的不规则变化。电离层闪烁与工作频率,地理位置和太阳活动情况有关,时间发生在每年的春分、秋分前后。电离层闪烁主要影响我国南方地区的卫星广播电视,而且通信频率越低,影响越大。在4GHz电离层闪烁可能造成超过10d B的峰值变化。
3.2.2法拉第极化旋转效应
当卫星电波信号穿过电离层时,在电磁场的作用下产生极化面相对入射波的旋转,称为法拉第极化旋转效应。其大小与电波频率、电离层电子密度、传播路径长度有关。当地球站天线仰角越低,通过电离层的路径越长,旋转越大。
对接收系统而言,法拉第旋转减小了正极化接收信号的强度,同时增大了反极化干扰。
3.3太阳风暴
太阳风暴指太阳上的剧烈爆发活动及其在日地空间引发的一系列强烈扰动。可引起地球磁层、电离层、中高层大气等地球空间环境强烈变化,将对卫星运行、导航通信和地面系统产生一系列的影响。
太阳风暴是太阳在大气中发生的持续时间短暂、规模巨大的能量释放现象。主要通过增强的电磁辐射、高能带点离子流和等离子体云3种形式释放。在太阳风暴爆发期,这些高能带电粒子具有极高的能量,能穿透卫星外壳,给卫星平台和携带的有效负荷带来多种辐射效应。可能引起微电子器件逻辑错误,造成程序混乱;严重时可造成器件内部短路、击穿;也可能引起材料性能衰退,成像系统噪声增加,太阳能电池效率降低。
3.4日凌干扰
当卫星运行到太阳和地球之间,且三者在一条直线上时,地面接收站天线对准卫星和太阳,强烈的太阳噪声将淹没微弱的下行信号,使卫星广播和通信受到严重的干扰,甚至出现中断的现象。日凌发生在每年的春分、秋分前后,持续时间长短与工作频率、天线口径相关。接收频率越高、天线口径越大,日凌持续时间越短。
日凌是不可避免的自然现象,目前尚无有效方法防止,但不影响地球站发射信号。通常,卫星公司会把各地日凌时间表提前告知用户,以便用户提前作好准备。地面接收站可适当增大接收天线或利用地面微波、光缆等手段来传输有用节目源信号。我台则采用双星备份的方式,即C波段和KU波段分别接收不同轨位的2颗卫星,避免日凌时的节目源中断。
4转发器的非线性干扰
转发器的非线性干扰包括:互调干扰和交调干扰。
(1)互调干扰:当非调制信号(干扰)和有用信号通过行波管放大器时,由于非线性会产生各种新的组合频率成分,这些组合频率一旦落入通带内,便会对有用信号形成干扰。这种干扰称为互调干扰。互调会产生失真,尤其以三阶互调失真对系统性能影响最大。
(2)交调干扰:多载波工作时,各调制信号(均为有用信号)通过行波管放大器,由于它的输入输出非线性产生不同频率组合成分,这些频率成分落入接收通带内,对有用信号形成干扰,这种干扰称为交调干扰。交调可以引起串音。
互调干扰和交调干扰的存在,严重影响了通信质量,不但限制了系统容量而且浪费了卫星功率。另外,如果被放大的各个载波信号强度不同时,还会发生强信号抑制弱信号的现象,使弱信号大大削弱,以至地面接收站无法接收。
主要应对措施:(1)载波不等间隔排列;(2)采用能量扩散信号;(3)保证转发器工作在线性区,增大多载波工作点的回退(SSPA回退4-5d B,TWTA回退7-8d B);(4)对上行线路的载波功率进行严格监测。
5邻星干扰
随着轨位和频谱资源的日益紧张,当前C波段和KU波段通信卫星的轨位间隔已降到2度到2.5度。由于卫星天线的收发波束具有一定的宽度,当轨道环上的卫星过于密集时,相邻卫星的工作波段与服务区均相同时,地面天线既会在偏轴方向上辐射出干扰邻星的信号,也会接收到来自邻星的信号干扰,这种干扰称为邻星干扰。邻星干扰与天线的偏轴增益差密切相关,天线口径越大,工作频率越高,则波束宽度就越窄,偏轴增益差越大,天线抗干扰能力越强。
邻星干扰的问题本质上是由于资源有限和需求增长的矛盾引起,所以目前尚无有效办法解决。国际电联(ITU)规定,卫星轨位的优先权取决于申报的先后顺序(即“先占先得”),只能通过双边协调解决。对于地面接收站来说,卫星轨位失控、天线指向偏离、接收天线的旁瓣特性等因素也会导致邻星干扰。
6邻信道干扰
由于用户载波信道分配不合理,各信道间没有足够的保护带宽,与相邻信道信号的频带出现重叠;或用户载波频谱特性不符合要求,噪点过高或出现副瓣特性造成邻信道干扰。
应对措施:对地球站,在入网测试时必须严格保证上行载波频谱在分配频带范围之内,并确保载波的调制特性符合卫星公司的技术要求。
7码间干扰
在卫星无线信道中,由于传播的多径效应,导致接收解调端前后码元的波形畸变、展宽,并使前面波形出现很长的拖尾,蔓延到当前码元的抽样时刻上,从而对当前码元的判决造成干扰,使误码率增大,系统可靠性降低。
与加性的噪声干扰不同,码间干扰是一种乘性干扰。造成码间干扰的因素很多,本质上还是由于传输信道的频带有限。对这类干扰主要采取信道交织和自适应均衡技术解决。
8恶意干扰
恶意干扰的原理:卫星透明转发器的高功率放大器(HPA)是整个通信系统中发信电路的重要组成部分。其主要特点是当输入信号功率小于某一电平时,可近似认为放大器工作于线性放大区域;而当输入功率增大且超过该电平时,HPA进入饱和或过饱和区,此时,高功率放大器的输出功率将大大降低,出现大信号压制小信号的“功率掠夺”现象,并伴随大量交调分量,严重影响接收信号的质量。
恶意干扰通常有2种形式:插播式和堵塞式。插播式干扰,是利用“功率掠夺”原理插播非法信号,使接收端用户收到的是干扰方的非法信号。堵塞式干扰是抢占转发器功率,将转发器全部堵塞,使卫星接收端无法解调出有用信号而出现电视黑屏或接收机死机现象。
对抗恶意干扰的措施:(1)采用抗干扰卫星传输节目。(2)地球站使用大功率发射机和高增益天线,增加节目源上行功率,达到强功率压制的目的。(3)地球站使用大功率MCPC方式,上行信号工作于转发器饱和点,利用转发器饱和点强信号对弱信号的抑制特性减小非法干扰。(4)关闭转发器。
9结语
卫星通信系统是一个复杂的系统,涉及压缩、编码、复用、调制、交织、差错控制、译码、解调,自适应均衡等多种技术,加之特殊的空间传输信道和星载转发设备,各个环节的干扰因素很多。只有深入了解这些干扰产生的原理,熟悉系统各设备的性能,熟练操作应急预案,加强岗位练兵,才能在日常的工作中确保播出安全。
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应对干扰 篇8
随着城市规模和人口密度的不断增加, 城市调频广播的覆盖要求相应提高。
尽可能大的覆盖面积以及质量优良的覆盖效果, 给调频发射台提出了更高的发射要求。但是, 伴随调频广播频率的增加和发射功率的加强, 调频广播对民用航空无线电导航和通信频率之间的干扰问题变得越来越突出。
特别在建设新电台、增设新频率、增加发射机功率等提高或加强广播覆盖的情况下, 如何防止和规避对航空通信系统的干扰, 成为经常困扰广电部门的问题。
本文尝试依据国标GB6364-86和国际电联ITU-R SM.1009-1标准提供的规范, 通过比较两种标准的异同, 结合相关评估参数的分析和计算, 掌握第一手材料, 利于广电部门先期发现问题, 在与航空部门的沟通协调时, 避免决策失误。
1 调频广播对民航通信系统存在的干扰问题
1.1 民航通信的特点决定了其受到调频广播干扰的可能性民航易受调频广播干扰的通信系统包括:
1.超短波定向台 (VHF/UHF DF) , 工作在118MHz~150MHz和225MHz~400MHz两个频段。
2.仪表着陆系统 (ILS) 中的航向信标台, 工作在108MHz~111.975MHz频段。
3.全向信标台 (VOR) , 工作在108MHz~117.975MHz频段。
4.机载甚高频通信, 工作在118MHz~137 MHz频段。
从频率分段来看, 民航通信工作频段108MHz~137MHz紧邻调频广播通信频段88MHz~108MHz, 极易受到广播信号的邻频和互调干扰。
基于以上干扰的情况, 国际电信联盟颁布了ITU-R SM.1009-1, 提供了干扰定义及协调规范。我国在1986年出台了国家标准GB 6364-86《航空无线电导航台站电磁环境要求》和它的宣贯指导材料。
1.2 国标GB6364-86和国际电信联盟ITU-R SM.1009-1标准介绍
国标GB6364-86《航空无线电导航台站电磁环境要求》是强制性标准。
国际电信联盟ITU颁布了Rec.ITU-R SM.1009-1《约87MHz~108MHz频带内声音广播业务同108MHz~137MHz频带内的航空业务之间的兼容性》建议书。
这两个标准均描述了调频广播与民航导航系统的兼容性问题。
因篇幅所限, 本文暂不涉及调频广播与民航甚高频通信系统的兼容性讨论。
1.2.1 调频广播对民航通信干扰分类
在上述两个标准中, 均定义了4种类型的干扰。
1.A类干扰
A类干扰是由一个或多个广播发射机对航空频段的无用发射引起的。包括A1类和A2类干扰。
1) A1类干扰
单个发射机可能产生杂散发射或者几个广播发射机在航空频段上可能互调产生频率分量, 这种情况称为A1类干扰。
2) A2类干扰
广播发射机工作频率靠近108MHz的边带辐射进入航空接收机, 其过程称为A2类干扰。这个干扰机理实际上仅由使用108MHz附近频率的广播发射机引起, 而且只干扰使用108MHz附近频率的航空通信业务。
2. B类干扰
B类干扰由航空频段外频率上的广播信发射在航空接收机上产生的干扰。包括B1类和B2类干扰。
1) B1类干扰
航空频段意外的广播信号使接收机变为非线性状态, 可能会使航空接收机产生互调, 这种情况称为B1类干扰。要产生这种干扰, 至少需要出现两个广播信号, 它们应有一定的频率关系, 且在非线性过程中, 能够在航空接收机使用的有空射频信道上产生互调产物。其中一个广播信号必须有足够的振幅, 使接收机进入非线性区域, 这样即使其它信号的振幅相当低也可能会产生干扰。只考虑三阶互调产物, 其形式为:
在这里, 引入了两个定义:
触发值 (启动值) :强广播信号的最低值, 当叠加在航空接收机输入端时, 可产生三阶互调产物, 且该产物的功率足以表示潜在干扰。
截止值:叠加在航空接收机输入端时, 弱信号产生三阶互调的调频广播最小值。
简单地说就是, 当叠加在航空接收机输入端的广播信号的电平大于接收机B1类干扰的触发值 (启动值) 时, 若此时输入端还有另一广播信号, 其电平大于接收机B1类干扰的截止值, 那么这两个广播信号将会在此航空接收机上产生互调产物。
我国调频广播使用87MHz~108MHz频段, 民航的航向信标台和全向信标台分别工作在108MHz~111.975MHz和108MHz~117.975MHz频段, VHF通信系统工作在118MHz~137MHz频段。调频广播信号的三阶互调产物正好能够落在民航使用的频段内。
2) B2类干扰
当航空接收机的射频部分被一个或多个广播发射信号变为过载状态时, 可能会发生灵敏度降低的现象, 这种情况称为B2类干扰。
1.2.2 GB6364-86和ITU-R SM.1009-1中B1类干扰评估方法的差异
通过对两个标准的认真分析, 发现其A类干扰评估标准比较一致, 而对B1类干扰的评估计算方法则有较大差异。两标准针对B1类干扰的评估方法, 最大的区别在于民航接收机的触发值和截止值的不同。
同样的计算条件下, 通过两种标准评估的B1干扰情况区别如下:
1. GB6364-86
在GB6364-86中, 对于B1类干扰采用抗干扰度公式进行预测计算。当测得航空接收机输入端的两个或两个以上的调频广播信号的功率电平时, 可根据抗干扰度公式计算出有无互调干扰的可能。根据可能形成互调产物的抗干扰度公式和航空接收机B类干扰的启动值和截止值, 以启动值和截止值作等值线, 即可得出可能产生互调的区域, 从而可以预测航空通信台站可能受到调频广播干扰的区域。
宣贯指导材料中给出了民航接收机触发和截止电平的曲线, 见图2和图3。
注意:国标GB6364-86是在1986年颁布实施的标准, 其中定义的“现有ILS接收机”、“现有VOR接收机”应视为代表80年代技术水平的民航接收机;而文中定义的“将来的ILS和VOR接收机”可理解为20年后较为先进的民航接收机。
对比两图发现, B1类干扰的触发值和截止值, 对于“现有的接收机”和“将来的接收机”差距在15~20d B之间。可以理解为, 随着民航接收机技术的发展, 其对广播信号的抗干扰能力应该是大大增强的。
GB6364-86中定义的触发值和截止值电平计算公式为:
(1) 触发值
式中:f为广播频率, MHz;
k为系数, 对于ILS为126;对于VOR为119。
注解:在式 (3) 中, max (0.4;108.1-f) 含义为, 取0.4和108.1-f两个数值中最大的那个。例f=108.1时, max (0.4;108.1-f) =max (0.4;0) =0.4。f=103.9时, max (0.4;108.1-f) =max (0.4;4.2) =4.2。
(2) 截止值
2. Rec.ITU-R SM.1009-1
在Rec.ITU-R SM.1009-1中, 关于触发值和截止值的定义与GB6364-86不同。
(1) 触发值
式中:LC:为有用信号电平变化修正因子;
NA:航空接收机输入端的有用信号电平;
Nref:航空接收机输入端的有用信号参考电平, ILS为-89d Bm, VOR为-82d Bm;
K=140 (ILS) 或133 (VOR) ;
fA:航空通信频率;
f:广播频率。
(2) 截止值
3. 两标准中触发和截止电平的计算差别
截止值:通过式 (4) 与式 (7) 对比看出, 其常数的设置有12个d B的差距。
触发值:通过式 (3) 与 (5) 对比发现, 式 (3) 中K=126 (ILS) 或119 (VOR) 与式 (5) 中K=140 (ILS) 或133 (VOR) , 亦有很大的不同。
在式 (3) (国标GB6364-86) 的定义中, 仅仅简单给出了k的值, 而在式 (5) (国际电联Rec.ITU-R SM.1009-1) 的定义中, 其参数设置较式 (3) 复杂, 另外考虑公式中第二项的常数设置中有8倍的差距, 可以预见根据两者计算出的触发值会有较大差异。
两者电平差异可以通过下面的举例来说明。
2 计算示例
在这里举例分析, 对于ILS接收机来说, 同样的106.1MHz广播信号, 如果按照国标GB6364-86进行计算:
(1) 触发值
将相关数据代入式 (3) , 可得到N=-28d Bm;
(2) 截止值
将相关数据代入式 (4) , 可得到N=-40d Bm。
若按照Rec.ITU-R SM.1009-1标准计算, 过程如下:
(1) 触发值
此公式的触发值计算受到有用电平修正因子和航空通信频率的影响。
(2) 截止值
将相关数据代入式 (4) , 可得到N=-52d Bm。
可以看到, 此标准截止值的计算与GB6364-86类似, 但是公式中的常数参数比GB6364-86中小8d B, 那么截止值的计算结果相应就要小8d B。
理论上, 根据ITU标准计算得到的触发和截止电平均小于根据GB6364-86标准计算的结果, 可以认为根据ITU标准计算的干扰保护范围将大于根据GB6364-86计算的结果。在具体的评估中, 要重点注意这个计算差异。
3 结论
通过对国标GB6364-86和国际电联Rec.ITU-R SM.1009-1标准针对B1类干扰定义的分析及模拟运算, 可得出如下结论:
1.GB6364-86中, 对不同广播频率产生的触发值给出了图表, 没有直接给出计算公式 (图1和图2) 。
2.Rec.ITU-R SM.1009-1中, 对不同频率的触发值和截止值给出了具体的计算公式, 并且明确了对民航通信的具体频率进行干扰计算。
3.两者计算的结果表明:Rec.ITU-R SM.1009-1计算的触发距离和截止距离与国标GB6364-86计算的“将来的ILS接收机”触发距离接近, 小于“当前的ILS接收机”计算结果。这说明广播信号对航空通信的B1类干扰, 随着航空接收机技术的进步, 其干扰可能性在不断降低。
4.理论上, 触发值越高, 其对应的广播信号场强就应该越大。视距传播条件中, 在发射机功率和天线增益一定的情况下, 场强应决定于测试点与发射源之间的有效距离。触发值越高, 则距离就越小。在实际应用中, 被测点的广播信号场强值应该由ITU-R P.370或ITU-R P.1546的电波传播模型计算或通过实际测试得到。视距传播计算出的场强值为理论值, 实际值应小于理论值。那么得到的实际触发距离也会小于理论计算的距离。
在进行广播发射台对民航通信系统的干扰预测分析时, 需要考虑的因素很多, 在本文中仅仅针对其中的某些要点进行了简单的阐述, 深层次的技术细节仍有待探讨。
在广电部门新建发射台站、调整发射频率和功率的过程中, 不可避免地要和民航系统进行无线电频率协调工作。以往的协调工作中, 由于缺少资料, 广电部门较难从标准的层面进行严格认真的论证分析, 无法有理有据地与民航部门沟通, 易造成我们的工作被动。笔者希望以本文为引子, 在今后与民航部门的频率协调中, 可以依据标准进行论证和协调, 最大限度地调和广播电视发展与民航通信安全保障之间的矛盾, 力争取得互利双赢的结果。
参考文献
[1]GB6364-86.航空无线电导航台站电磁环境要求.
[2]阎荣泽.《航空无线电导航台站电磁环境要求》指导材料[M].中国标准出版社1986.
[3]Recommendation ITU-R SM.1009-1, Compatibility BetweenThe Sound-Broadcasting Service In The Band Of About 87-108MHz And The Aeronautical Services In The Band 108-137MHz, (1993-1995) .
[4]GY/T196-2003调频广播覆盖网技术规定.