浅谈卫星通信中的常见干扰及其处理措施

童艳?李嘉

摘 要 卫星通信技术代表着一个国家和地区的通信技术水平，对其研究不可间断。本文先对现阶段卫星通信过程中存在的各种干扰因素进行分析，并在此基础上就如何对其进行有效的处理和积极应对，谈一下个人的观点和认识，以供参考。

关键词 卫星通信；干扰因素；应对策略；研究

卫星通信过程中，如何保证一方能够安全、准确的传输与获取信息至今仍是研究的重点，究其原因主要是因为卫星通信时存在着很多恶意阻止、破坏数据信息传输的现象和因素，因此需要加强通信抗干扰技术的研究。

1 现阶段卫星通信过程中的主要干扰因素

1.1 地面与空间干扰

卫星通信过程中的地面干扰是最为普遍的干扰形式，具体包括两个方面的内容。一是电磁干扰。因地面有大量的雷达、微波以及调频广播和无线电视等诸多类型的干扰源，当前串入到用户站以后，经上行链路发射导致上行干扰或接收干扰；二是互调干扰。通常情况下，在卫星通信多载波状态下其功放容量总量受到限制，信号往返传递力度不足，无法有效对数据信息进行传递。信号传递过程中会有三阶互调分量超额现象发生，发射率不达标等。同时，空间干扰也是现阶段卫星通信过程中的主要干扰形式，其包括了相邻信道以及邻星干扰两种形式。随着我国卫星通信以及通信技术的快速发展，越来越多的同步轨道卫星被应用到各个领域，而且间隔从最初的5度降低至目前的2.5度，以致邻近卫星相互之间的干扰现象不可避免。对于相邻信道的干扰而言，其主要是载波频率分配、相邻信号频带之间除了重叠现象，保护带宽不足。

1.2 自然干扰

降雨时雨滴会对卫星通信产生干扰，其中雨滴根据风向以及卫星信号传递方向产生不同的信号吸收和散射干扰现象。每年的春分以及秋分时节，卫星地球站中午时分卫星处于太阳和地球间的直线之上，此时卫星地球站天线同时对准卫星和太阳，以致太阳的电磁波形成非常大的噪声源，并且严重影响所接收的信号，接收链路也因此而严重的恶化或者中断，即为“日凌现象”。当电波穿过电离层时，因电离层结构具有随机时变性以及不均匀性，导致信号振幅以及相位和到达角等短周期内发生巨大的变化，进而产生电离层闪烁现象。

1.3 人为干扰

该种类型的干扰是现阶段卫星信号干扰各因素中非常大的一种方式，因现阶段国内所用卫星多为透明转发器，对地面信号仅进行变频转发而不做处理，其主要部件是高功率的放器大件，比如波管放大器和固态功放等。上述器件的主要特点表现为输入功率不超过饱和点时，能够近似地认为在线性区内工作；随着输入功率的不断增大并超过电平时，其功率放大器即进入饱和或者过饱和区。在过饱和区，输出功率降低，出现“功率掠夺”或者被“占用”现象，进而影响卫星通信[1]。

2 卫星通信干扰应对策略

基于以上对现阶段卫星通信过程中存在的干扰问题分析，笔者认为为了能够有效保证卫星通信的正常进行，降低干扰，可以从干扰源以及抗干扰技术两个层面予以解决。

2.1 干扰源处理

从当前的技术水平来看，难以避免上述自然现象造成的干扰影响，仅能采用一些措施来降低干扰。由于接收天线收的频率越高，其口径就越大，3dB波束就会变窄，此时“日凌”持续时间短，因此我们可以通过地球站适当增大天线口径以及提高灵敏度的方式来有效缩短“日凌”时间。对于东经度相对较高的卫星而言，日凌开始及其结束时间就会提前，根据地球站以及所接受卫星的具体位置，对日凌发生时间进行计算，并且对节目信号选择性的进行切换。雨衰以及雪衰现象表现出较强的随机性，而且地区之间的差异相对较大，难以有效避免，所以只能通过卫星信号传输路径及其特点等，通过设计来有效的补偿。其中，上行链路中的雨衰损耗可通过上行站予以补偿，而且卫星转发器也可对上行链路雨衰损耗进行适当的补偿；对于下行站而言，其可通过提高接收性能G/T值，为雨衰留出足量的冗余。在此过程中，还可以优化设计卫星转发器天线波束图，对卫星接收系统进行合理设计，从而减少降雨或者降雪影响。

对于地面电磁干扰而言，可在天线周围布设金属屏蔽层，对电磁干扰源予以屏蔽，反射干扰波以后再对其进行解决。在架设金属屏蔽层之前，可通过电磁检测方式对干扰波来源方向予以明确，而且要求屏蔽层达到一定的高度，不可低于高频头，也不能对卫星信号传输路径产生阻挡影响。对于邻星干扰而言，其上行干扰需要卫星公司协调邻星运营商来有效解决问题。对于因卫星设备出现故障问题而产生的干扰影响，只能切换备份设备或者更换转发器，才能有效解决问题。因地面设备故障问题而造成的干扰，主要是通过提高维护人员的技能，严格按设备说明进行操作；对设备工作点进行合理的布设，对设备进行良好的匹配与组合[2]。

2.2 增强卫星通信抗干扰能力

（1）加装防干扰设备，减小通信干扰。比如，利用微带阵列天线，这是卫星通信链路中非常重要的一个單元，同时也是接收卫星信号的主要元件。对于微带阵列天线而言，其体积相对较小，而且具有质量轻、方向性强以及增益高等特点，传输距离相对较远，而且传输的速率也非常的高，能够有效抑制雨雪干扰，具有较强的抗多径反射性能。微带阵列天线的组成主要有馈电网络与微带贴片，阵元处于正六边形六个顶点以及中心位置，阵元之间采用的是半波长间距方式，这有利于避免栅瓣现象发生。

（2）合理布设前置滤波器。实践中，可在天线与低噪声放大器间布设滤波器，这有利于抑制较大的带外干扰影响。通过前置滤波器的方式，一般会造成性能上的损失，而且每1dB插入损耗会造成1dB噪声系数增加。为此，应当对滤波器进行优化设计，既要减小噪声系数，又要对带外干扰进行抑制。

（3）采用功率倒置算法对宽带干扰进行抑制。实践中，采用功率倒置自适应算法进行抗干扰设计，主要是因为卫星通信信号会被背景噪声所淹没，功率倒置可以有效抑制干扰[3]。

3 结束语

总而言之，卫星通信过程中影响因素比较多，由此造成的卫星信号干扰类型也呈现出多样性，并且是不可避免。实践中，应当不断研究干扰影响，采用最先进的技术手段和维护措施，预防卫星通信干扰因素，这样才能提高卫星通信质量和效率。

参考文献

[1] 李梓化.完善卫星通信抗干扰技术体系研究[J].中国新通信，2014，（5）：51-51.

[2] 王甲琛，王凡.卫星通信抗干扰技术的发展与扩频技术[J].硅谷，2016，（5）：8，119.

[3] 黄哲宇.卫星地球站发射系统抗干扰措施探讨[J].科技传播，2017，（1）：176-176.