卫星通信中的常见干扰分类及处理方法

摘要:本文从实际的应用出发,简要介绍了卫星通信中常见的干扰方式及干扰源,从地面干扰、空间干扰、自然干扰和人为干扰等四个方面进行了分类叙述,同时,给出了不同干扰的处理方法。 毕业论文网 /1/view-10890218.htm 关键词:卫星通信;干扰分类;干扰处理方法 引言
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  摘要:本文从实际的应用出发,简要介绍了卫星通信中常见的干扰方式及干扰源,从地面干扰、空间干扰、自然干扰和人为干扰等四个方面进行了分类叙述,同时,给出了不同干扰的处理方法。
毕业论文网 /1/view-10890218.htm
  关键词:卫星通信;干扰分类;干扰处理方法
  引言
  卫星通信的特点是传输距离远、不受地理条件限制、覆盖面广、通信频带宽和容量大等,在军民通信领域都得到了广泛的应用。但是,相比于电缆、光纤和微波等通信方式,卫星通信更容易受到干扰和影响,尤其是开放式的卫星通信系统,由于使用透明的转发器,更容易受到恶意干扰。
  1.地面干扰
  地面干扰主要包括卫星地球站的杂波干扰、电磁干扰以及交叉极化干扰等。
  1.1卫星地球站的杂波干扰
  卫星地球站一般由多种设备组成,通常包括调制解调器、功放等。这些设备
  可能存在设计指标不合格,从而使设备在工作中传输载波时带有杂波或者谐波。
  另外,卫星通信设备的工作匹配不当,也会造成谐波干扰和载波噪声干扰。
  通常,要想最大限度的减少卫星地球站的杂波干扰,就要从设备的测试上和
  准入制度上进行严格把关。卫星地球站在测试使用时,要严格进行设备匹配和操
  作测试,尽量消除设备的参数、指标、功率等设置所产生的杂波或谐波干扰。卫
  星地球站在入网测试时,需要严格管理,确定入网门槛。
  1.2电磁干扰
  目前,由于存在多种通信方式和噪声,这些通信方式和噪声对卫星通信都会
  造成一定的电磁干扰。这些电磁干扰的辐射和电磁接入,会对卫星通信中的上下行链路造成一定的影响。
  为了降低电磁干扰,在卫星通信设备的选址和使用中,要通过电磁干扰测试,
  尽量选择在电磁环境“较为干净”的地点进行建站或者使用。另外,采用性能较
  好的电磁屏蔽措施,也可将电磁干扰的影响降到最低。
  1.3交叉极化干扰
  卫星通信中,交叉极化隔离度对通信干扰的影响较大。如果通信设备的交叉
  隔离度不好,上行极化分量过大将会使干扰信号进行下行通道,影响设备的使用
  效果。
  为了减少交叉极化干扰,最直观的方法就是在设备调试时,要耐心调整好天
  线极化,确保设备所需的接收信号最强时另一极化信号最弱。另外,传输系统的交叉极化去耦度及自适应交叉极化干扰抵消技术也是系统抗交叉极化干扰的主要措施[1]。
  2.空间干扰
  空间干扰主要包括在卫星通信中相邻卫星之间的干扰、同一卫星相邻信道之间的干扰以及人为操作不规范造成的干扰等。
  2.1邻星干扰
  邻星干扰主要有上行干扰和下行干扰,其中,上行干扰主要是因为邻星系统中有些用户使用的天线功率谱密度超出协调指标或者天线偏向邻星造成临星干扰;下行干扰主要是相邻卫星之间的重叠覆盖区使得用户在接收到正常信号的同时,也接收到邻星的旁瓣信号。
  为了减少临星干扰,需要从两方面进行入手。对于上行干扰的降低,需要采取精确调整天线的指向,并改善通信天线的方向图性能以及降低上行功率等措施。对于下行干扰的降低,一般需要卫星公司之间调整邻星之间的技术参数予以解决。
  2.2相邻信道干扰
  相邻信道的干扰主要涉及到用户载波的频率分配可能与相邻信号的频带出现重叠,或用户在使用载波时,其载波的频谱特性未满足要求,从而造成干扰。
  要降低这类干扰,卫星公司在进行入网测试时,必须保证用户的上行载波频谱在分配频带的范围之内。另外,采取降低平衡出站信号功率的方法[2]也是有效的办法之一。
  2.3人为操作不规范造成的干扰
  人为操作不规范主要包括操作和设置有误、违反上星程序和私自上载波偷发信号等,这些方面都会对卫星通信造成影响和干扰。
  对于人为操作不规范造成的干扰,主要的方法就是采取人员培训和严格自律,减少和防止不规范的操作。
  3.自然干扰
  自然干扰是由不可避免的自然现象对卫星通信产生的干扰,主要包括在雨衰、日凌和电离层闪烁等。
  3.1雨衰
  雨衰是一种常见的卫星通信的干扰现象。对于有些波段的信号,如KU波段的信号,由于其波长与雨滴大小相近,更容易受到雨衰的干扰。
  为了降低雨衰对卫星通信的影响,在进行卫星通信时,尽可能的选择可以使卫星天线处于高仰角的卫星,这样可以减少降雨时电波穿越的雨区距离。同时,为了防止卫星天线积水对电波造成的吸收损耗,可以采取天线排水设计降低雨水积存。
  3.2日凌
  在春分和秋分前后,由于太阳产生的强大的电磁波对卫星信号可能会造成严重干扰,即为卫星通信中的“日凌”。
  日凌现象是不可避免的,但其只影响卫星的下行链路,因此,春分和秋分前后,要做好预防日凌现象的防护措施。
  3.3电离层闪烁
  卫星信号传输时,由于地球的电离层存在结构的不均匀性和随机时变性,就会造成卫星信号的特性出现短周期变化,形成信号干扰,如卫星定位误差的明显加大[3],即为电离层闪烁。
  通常,电离层闪烁严重时主要发生在春分和秋分前后,而频率在3GHz以下,最易发生电离层闪烁。因此,在春分和秋分前后以及通信频率在3GHz时需要注意电离层闪烁的影响。
  4.人为干扰
  卫星通信中的人为干扰主要包括人为失误、同极化干扰、反极化干扰、转发器盗用和恶意干扰等。目前,通常使用的卫星都采用透明转发器通信方式,而人为干扰经常就是借助透明转发器的这一特性实施盗用或者恶意干扰。
  对于人为干扰,有些是可以避免的,如人为失误,可以通过建立规范的管理制度和故障处理预案等手段进行改进。对于人为盗用转发器和恶意干扰,通常的处理办法是降低卫星转发器的增益档,增强对非法信号的反制。
  参考文献
  [1]刘德虎,刘卫东. 交叉极化鉴别率和交叉极化干扰抵消技术在实际中的应用[J].无线通信技术,2002,03.
  [2]乐四海,欧新颖等. 相邻GEO卫星信号干扰分析[J].无线电通信技术,2012,03.
  [3]刘钝,甄卫民等. 电离层闪烁对卫星导航系统性能影响的仿真分析[J].全球定位系统,2011,01.

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