卫星电视的干扰原因及相应对策

卫星地面站的天线总是指向天空的，它像一扇敞开的大门，在接收信号的同时，许多噪声干扰也就乘机而入。这些噪声来源主要有宇宙噪声、大气中的氧气及水蒸气的吸收噪声、以及从天线接收旁瓣进来的大地噪声等。

　　宇宙噪声大部分来源于银河噪声。如银河系中的仙后座A、天鹅座A等星系都能辐射出较强的电波。这些电波的波长从二十几米到几毫米。虽然它穿过大气层到达地面已经很微弱了，但是由于地面站天线增益很高，仍会对卫星电视造成干扰。但是，宇宙噪声只有当天线正好指向这些星系时才比较明显。

　　人们经过大量的分析和测试，总结出一些损耗和噪声都与卫星电视使用的频率有关。见图1：

　　从上图可以看出，频率在1—5千兆赫时大气吸收很小，在5—10千兆赫时，大气吸收开始增加，25—60千兆赫时变的非常大。所以人们找到了两个有用的频率“窗口”，一个是1—10千兆赫，另一个是落在两个衰减峰值之间的峰谷处的30千兆赫。我们国家广泛使用的C波段卫星电视广播频率4—6千兆赫，属于第一个“窗口”，Ku波段使用的频率为11—14千兆赫，处于两个窗口之间，有些衰减但不严重。从图1还可以看出，小仰角下的吸收损耗明显高于大仰角下的吸收损耗。而各种噪声，特别是大地噪声、大气噪声，也随接收天线仰角变低而急剧增大。所以，卫星电视的接收天线使用范围限于仰角5度以上。

　　 我们知道卫星同步轨道在地球赤道上空三万六千公里处，尽管卫星电视传播使用的微波信号大部分在地球大气层以外的宇宙中传播，传播信号损失要比大气层内小的多，可是由于传播距离远，信号自由空间衰减大。我们想象一下电波传送的图形就会想到以发射天线为中心，向外逐渐扩大的球面，而辐射的电波能量就分布在这些球面上。随着离开发射天线距离的增加，球的面积也越大。而分布在球面单位面积上的能量越来越少。距离增加一倍，球的面积增加四倍。单位面积上的电波能量减少到原来的四分之一。见图2：

　　

　　 当然，自由空间衰减不是我们主要讨论的问题。雨水和水蒸气等，由于含有粉尘杂质属于半导体，当微波信号通过它们时，会使它们发生电离变成导体，而电波就在它们表面产生感应电流。所以，电波的能量消耗在它们上面很多，并以噪声的形式进入卫星接收天线，使卫星电视传播信号质量下降，造成干扰。我们把此种衰减叫做雨衰，由此引起的噪声干扰叫雨衰噪声干扰。雨量大小直接关系到干扰的强弱。

　　“日中断”干扰 既卫星日凌

　　当太阳和卫星接收天线与卫星和接收天线所组成的角度Q很小或两条线重合时即Q = 0时，会产生一种很强的干扰，严重时干扰时间长达几百秒，轻者造成电视信号出现马赛克，严重时会将卫星转发信号全部淹没，电视出现黑屏。此系太阳黑子活动电子辐射及太阳热噪声辐射进入卫星电视接收天线所致。见图3

　　 越靠近赤道的卫星接收站，受此干扰也越严重。

　　 除了上述干扰外，它还会激发接收系统本身的噪声干扰。我们知道，目前的卫星电视接收系统，早以废除了昂贵而又笨重的冷参量放大器，取而代之的是微波低噪声砷化镓场效应管。它使高频头的噪声变的很小。由于“日中断”现象发生时，太阳光线集中照射在馈源上，特别是前馈型接收天线，引起馈源温度升高，高频头温度升高激发出噪声干扰及频率偏移等现象。

　　 我国处于北半球，离赤道较远，“日中断”现象不太严重，只有在二十四节气中的两分日（春分、秋分）前后表现的比较突出。

　　 “日中断”干扰对卫星电视信号传播影响很大，所有接收地球同步卫星电视信号的用户，都会在某一时间受到不同程度的干扰。从接收的角度讲，排除此干扰目前还无法彻底解决。当然，选用大口径天线、窄波束并抑制旁瓣接收，可以明显缩短被干扰的时间。目前，一套或几套电视信号，采用同步轨道相差5度以上的两颗卫星同时转播，地面用两面接收天线接收，当一颗卫星的电视信号发生“日中断”干扰时，及时将接受部分切换到另一个没有受到干扰的卫星上，进行正常转播。待被干扰的卫星解除干扰后，及时将系统恢复，是解决“日中断”干扰的一个方法。但是受限于卫星资源和地面接收设备，只能将中央电视台的部分信号进行如此转换，以防止日中断干扰造成的影响。

　　星星间的干扰

　　为了防止单个卫星上下行信号的相互干扰，都采用卫星下行信号降频方案。我国目前接收卫星电视信号频率f = 3.7—4.2千兆赫，属于附表中的C波段，而卫星接收的上行信号频率f = 5.925—6.425千兆赫，却为附表中的XC波段。Ku波段卫星转发器的上行信号频率f = 14—14.5千兆赫，而转发器的下行信号频率f = 11.45—11.70却属于X波段。见附表：

　　同时，卫星电视传播的上下行信号的极化方式也有所不同，卫星上行信号为垂直极化，则下行信号为水平极化。在卫星转发器套数较多时，如24套，有的采用12套水平极化，12套垂直极化方案，以减少干扰。星星间的干扰，还有发射上行信号时，被邻星接收或发射功率过大干扰邻星等。接收时两星的信号同时进入卫星电视接收天线造成干扰。

　　尽管人们想方设法减少各种干扰，各自在自己的卫星上采取防干扰措施，但卫星电视广播飞速发展的事实及卫星通信、导航遥测等其它用途的开发，会使卫星在同步轨道上变地拥挤。卫星在轨数量不断增多，卫星间隔越来越小，C段由5度间隔降至2.5度，KU段间隔更小。目前在东经660至1790上空的用于电视转播的卫星就有40多颗。可以想象，随着新卫星的发射，卫星寿命的不断加长，各种用途的开发，遍布全球的覆盖波束及功率的不断加大，尽管人们在不断的开辟新的波段和采用超定向转发等措施，星星间的干扰必然会表现的越来越突出。它将是人们需要研究的课题。

　　

　　太阳磁暴及“电波不稳定月”干扰

　　早在1988年10月份，就有过卫星电视因太阳黑子活动加剧而受到干扰，当时的电台和报纸都作过相关报道。太阳磁暴直接影响卫星电视传播和卫星通讯的报道近些年更多，主要表现在太阳释放出强大的电磁能量会干扰卫星电视信号传播，甚至引起传播信号方向改变。

　　“电波不稳定月”是指每年的5至8月份。由于电离层反射聚焦作用、雷雨云层反射、温度及气压变化等，会使电波产生折反射及交调，非卫星电视信号进入卫星电视天线，由此对卫星电视产生诸如信号伴音噪声加大，图象质量变差的干扰。这种干扰对甚高频信号表现的比较突出。

　　由于以上干扰即太阳磁暴是在宇宙空间对卫星电视信号传播产生了干扰，而另一种“电波不稳定月”的干扰则变无定数，彻底避免卫星电视受此干扰很困难。但是人们采用加大卫星电视的上下行功率等技术措施，已使干扰变得最轻。

　　地面干扰

　　此干扰主要表现在地面微波干扰和人为干扰两部分。

　　由于地面微波传输所使用的C波段恰巧也是卫星电视广泛使用的下行信号频段，所以，如果卫星电视天线接收仰角较低或天线增益很高，天线接收旁瓣过大等，并且该卫星电视接收天线又处在地面微波的传输线上，地面微波即会对卫星电视接收造成干扰。

　　排除地面微波干扰，可采取接收天线屏蔽法，即在接收天线前面及后面都加上屏蔽。两面都加屏蔽的原因是防止只有前面加屏蔽时，前面站的微波信号是被档住了，可是微波站之间的微波传输大多都是双向的，（编者注：微波通仪是双向的，但双方向信号采用的频率是不一样的，因此若采用6/4GHZ频段时，只有4GHZ方向信号才有可能造成干扰。）如果只有前面的屏蔽，当卫星接收天线后面方向上的微波站向前面的微波站发送微波信号时，信号会部分的经卫星电视接收天线前面的屏蔽网反射而进入卫星电视接收天线，造成干扰。屏蔽网的高度以不影响卫星电视接收为前提，并尽量高一些，以使屏蔽效果更好。

　　卫星电视的人为干扰，主要表现在星上干扰和地面干扰两部分。星上干扰主要是从地面向卫星发射较强的信号，干扰同步卫星转发器的某些频道，使该频道电视信号受干扰而中断，严重时干扰信号的会出现在电视的屏幕上。这些干扰在卫星电视与通讯卫星共用时，有所表现。因为通讯卫星是一个开放式的接收系统，为了通讯、导航等一些用途，它需要多方向接收，这给此种干扰也造成了可乘之机。我们现在的卫星电视转播采取了诸如多条件接收、点波束接收、条件转播等技术措施，已经可以排除这种干扰。

　　地面干扰，主要来源于一种叫信号屏蔽器的干扰。采取防地面微波干扰的措施可防止此种干扰。人为干扰是恶意的。随着人们法律意识的加强，这种干扰会越来越少。■

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看下　八错八错

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