移动通讯信号干扰广播卫星信号的原理浅析

赵勇

【摘要】卫星信号作为广播电视传统的信号传输手段，因其应用地域广、信号稳定等优点在广播传输工作中大量运用，在实现全省广播覆盖工作中，卫星信号作为重要的节目源之一，一直在保障安全播出中担任着重要角色，尤其是在一些高山地区、边远地区及基础设施较差地区，更是作为单一节目源，发挥着不可替代的作用。基于此，本文探讨了移动通讯信号对广播卫星信号干扰的原理，以期为相关工作者提供参考。

【关键词】广播卫星信号；移动通讯信号；干扰

中图分类号：G212                            文献标识码：A                            DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2024.10.040

随着科技进步，移动通讯技术与我们生活中的方方面面结合得越来越紧密，目前我国正在大力推进新一代移动通讯技术的应用，这种技术是指第五代移动通信技术，也就是我们常说的5G技术，5G是具有传输速率更高、时间延迟更低等特点的新一代宽带网络移动通信技术，由于5G信号在影像传输上的独特优势，从而使发展5G成为我国在移动通讯领域的重要任务，也使5G通讯基站成为实现人机物互联互通的关键网络基础设施。

为保证5G网络的快速推广，全国各地通讯基站更新换代建设也在大面积铺开，5G信号基站已成为通讯基站中的主流，由于通讯基站的建设基本都是依托已有的通讯铁塔等基础设施，因此不可避免地与我们广电设施产生交集，许多移动通讯基站就建在我们广播发射台站内，甚至卫星接收天线旁边[1]。在实际工作中，随着移动通讯基站在我们身边落成，我们的广播卫星信号的正常接收经常受到莫名的干扰，严重时甚至无法正常使用，直接影响到安全播出，这引起了我们高度重视，起初我们也没有就认定是移动通讯信号的原因，只以为是卫星接收端设备故障造成的，但是，随着检测工作的深入，我们进行了大量测试及实验，最终才确定干扰源就是新建的移动通讯基站，是移动通讯信号干扰了卫星信号的正常接收。

在这里我们简要分析一下造成这种状况的原因，并探讨解决办法。

1. 产生干扰的原因

（1）移动通讯信号的发射频率与卫星信号下行频率存在同频或邻频干扰的可能。

根据国家对移动通讯信号中5G频段使用的相关规定我们知道，移动通讯信号可使用的频谱为3.3～3.6 GHz和4.8～5 GHz，同时对各个通讯运营商也明确规定了移动通讯信号的使用频段，中国移动使用频谱的两段即2.515～2.675 GHz、4.8～4.9 GHz，中国电信使用频谱的3.4～3.5 GHz段，中国联通使用频谱的3.5～3.6 GHz段。而卫星信号的下行频率使用标准C波段3.7～4.2 GHz和扩展C波段3.4～3.7 GHz。

从以上数据可以发现，各个通讯运营商正在使用的移动通讯频段与卫星C波段整体下行频段3.4～4.2GHz的部分频率理论上存在重叠或者使用频段非常接近，也就使干扰的产生存在了可能[2]。

（2）电信和联通移动通讯信号对卫星信号产生干扰的可能更大。

通过图1可较直观地发现，中国电信的移动通讯频段为3.4～3.5 GHz，中国联通的移动通讯频段3.5～3.6 GHz，与卫星信号下行频率的扩展C波段3.4～3.7 GHz重合，并且与标准C波段3.7～4.2 GHz临近，相较中国移动的信号更易产生同频或邻频干扰。在实际工作中，也确实与分析结果相符，我们多地（包括沧州、唐山、邯郸等）的卫星信号都受到了来自中国电信和中国联通移动通讯基站的干扰。

2. 产生干扰的工作原理

通常我们接收卫星信号主要用到地面接收天线、C波段高频头、高频同轴电缆、功分器和卫星接收机等设备，组成卫星接收系统，而在整个系统中，C波段高频头就是干扰信号进入系统的关键环节[3]。

实际工作中常用的C波段高频头工作频段在3.4～4.2 GHz，它主要是使用振荡电路对高频信号进行放大和调整，振荡电路又由低噪声放大器、下变频器等电路组成，C波段卫星下行信号通过地面接收天线接收后进入高频头进行放大，并将信号频段从C波段3.4～4.2 GHz下变频为L波段0.9～1.75 GHz信号，最终输入到卫星接收机。

当移动通讯信号的发射系统与卫星信号接收系统工作在同一频段内时，经过卫星地面接收天线进入高频头的信号就同时包含了卫星下行信号和5G信号，经过高频头中振荡电路进行变频和中频放大后，移动通讯信号与卫星下行信号被一起送至接收机。如果作为干扰信号的移动通讯信号在进入高频头前已经足够强，那么经过放大后的信号强度必然是卫星接收机无法承受的。广播电视行业标准《GY/T148-2000卫星数字电视接收机技术要求》规定，卫星接收机的输入电平适应范围是：-65 dBm～-30 dBm，过高的输入电平会导致卫星接收机受到饱和干扰或阻塞干扰无法正常工作。

通常我们接收到的卫星信号在进入高频头时的载波功率约为-120 dBm，经高频头中的振荡电路进行放大后，其输出端的载波功率约为-25 dBm，在此信号强度下，卫星接收机能够保持正常工作状态。当受到移动通讯信号干扰且干扰电平幅度较大时，以中国联通移动通讯信号为例，在3.7～4.2 GHz频段内的最大无用辐射功率可以达到-47 dBm，远高于接收到的卫星信号的辐射功率-120 dBm，经过高频头放大后，到达卫星接收机的信号功率将达到0 dBm，这必然会导致卫星接收机进入“死机”状态，造成直接后果就是卫星接收机失锁，接收信号中断。

3. 抗干扰措施

目前主要的抗干扰手段，最好的还是远离移动通讯基站，有条件的情况下，最好把距离保持在50 m以上。如果远离移动通讯基站无法实现，还可通过加装窄带带通滤波器和更换抗5G干扰高频头的办法消除或减轻干扰[4]。

在实际测试中，我们首先单独在卫星接收系统中高频头的低噪声变频器电路前端加装了窄带带通滤波器。其原理是在移动通讯信号进入卫星接收系统前，对其进行滤波，将移动通讯信号强度进行大幅衰减甚至完全屏蔽，使其经过高频头放大降频后，信号强度保持在-25 dBm以下，以保证卫星接收机能够正常工作。在移动通讯基站与卫星接收系统距离相对较远（大约在20 m以上）时，滤波效果明显，能够基本解决卫星接收机“死机”的现象；在移动通讯基站与卫星接收系统距离较近（10 m以内）时，滤波效果不明显，移动通讯干扰信号过强，经过窄带带通滤波器后干扰信号电平依旧比较大，带外抑制率不够，卫星接收机“死机”现象依然存在。

同样的，我们单独测试了抗移动通讯干扰高频头。其原理是对高频头中的低噪声变频器电路进行了针对移动通讯信号的滤波优化，同时在高频头的外壳材料上也进行了加强对移动通讯信号屏蔽的处理，以达到更好的抗干扰的效果。测试中也同样存在与窄带带通滤波器类似的情况，处于弱干扰环境下时，抗干扰效果明显；处于强干扰环境下时，抗干扰效果不明显。

因此在移动通讯干扰信号强度较大的情况下，可通过加装窄带带通滤波器与更换抗移动通讯干扰高频头相结合的方法，效果会比较明显。

参考文献：

[1]池秀清.5G基站对卫星地球站的干扰分析[J].卫星与网络，2020（05）：68-70.

[2]余立新.5G信号对广播电视卫星地球站的干扰分析与处置[J].电视技术，2020，44（06）：22-28.

[3]朱克俊，刘至洋，赖东民.卫星广播电视接收站缓解5G干扰压力测试与分析[J].广播电视网络，2022，29（11）：53-55.

[4]孟水仙.5G基站对卫星地球站的干扰分析及研究[J].中国无线电，2020（08）：58-59，61.