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基于广播电视通信卫星的抗干扰技术研究

2021-02-22覃柳俊

卫星电视与宽带多媒体 2021年24期
关键词:抗干扰技术通信卫星广播电视

覃柳俊

【摘要】卫星广播电视的传播面较广,可以覆盖全国范围,在现代化发展背景下,其在信息传播方面起到不可替代的重要作用。本文以广播电视通信卫星的抗干扰技术为探讨主题,分析阻塞式干扰、插播式干扰、自然环境干扰以及转发器干扰等通信卫星的常见干扰类型,阐述卫星抗干扰技术、地球站抗干扰技术、监控系统抗干扰技术以及转发器的抗干扰方式等多样化抗干扰技术的具体应用。

【关键词】广播电视;通信卫星;抗干扰技术

中图分类号:TN929                    文献标识码:A                    DOI:10.12246/j.issn.1673-0348.2021.24.003

社会经济发展水平的稳步提升为人们带来了更优质的生活条件,广播电视的普及也在很大程度上丰富着大众的娱乐生活。要切实提升广播电视的通信效果,避免信息传输受到外部因素的干扰与影响,还需注重对抗干扰技术的科学化应用,针对具体的干扰类型,选择适宜有效的应对策略,以此优化大众收看广播电视的切身体验。

1. 广播电视通信卫星的干扰类型分析

以卫星为中继站实施信号传输,是卫星传输的基本概念,相比于传统的信号传输,卫星传输在实际使用过程中体现出了更高的性能水平,凸显出更多的优势特点,这在很大程度上拓宽了其在各行业领域内的应用范围。但观察与分析卫星传输的性质与特点可以发现,其所传输的信号具有开放性的特征,因而在实施传输的整个过程中,很容易受到外部因素的干扰与影响。要进一步提高卫星通信的安全性与稳定性,解决信号传输易受干扰的问题现象,还需针对具体的干扰类型,对适宜的抗干扰方式方法进行积极研发,保障信号在全流程传输过程中的穩定性,助力广播电视事业的现代化发展。

1.1 阻塞式干扰与插播式干扰

窄带干扰信号、大功率的单载波,是最为常见的阻塞式干扰,电视广播信号在正常传输的过程中,往往会受到此类干扰信号的直接影响。载波信噪比较低,这也是广播信号的稳定性容易受到干扰与阻碍的主要原因,若是干扰较大,则大众在收看广播电视时便无法对卫星信号予以正常接收,影响电视广播的播放质量。插播式干扰是指,原信号的传输受到干扰与阻碍,致使原有图像难以实现有效传输,亦或是在播放端出现其他图像、黑屏等问题,这也会对广播电视的正常使用造成负面影响。

要评估或判断广播电视通信卫星信号的传输是否受到了外部因素的干扰,主要可以通过核查节目标识、接收信号频谱、信号锁定情况以及载噪比等几方面参数信息,进行准确测定。对于上述几种常见的数据内容,都具有与之对应的规定范围要求,若是在数据测定过程中发现其存在异常,则可以间接表明信号的传输受到了干扰。接下来,结合具体情况组织开展相应的补救作业即可。

1.2 自然环境干扰

广播电视通信卫星信号在实际传输过程中不仅容易受到空间环境的干扰,也会受到自然环境的影响,例如,在雨、雪、云层过厚等天气情况时,信号传输的稳定性会显著下降。首先,当出现强降雨天气,通信卫星信号在传输时会受到雨滴的散射或吸收,引发雨衰现象,这不仅会直接影响到上下行信号的载噪比,也会在很大程度上导致卫星接收信号功率大幅降低。

其次,降雪天气时,在积雪逐步融化的过程中,电波的传输强度也会受到影响,出现逐步衰减现象,尤其是雪化速度加快的阶段,覆盖在主发射面、天线馈源上的积雪,得信号出现散射现象,因而与吸收强弱程度间存在较大差异,带动了上行链路辐射功率的大幅提升,这也会间接影响广播电视卫星信号的正常接收。

除此以外,在春分与秋分前后,当卫星接收天线与太阳、同步卫星在空间上位于同一直线,而太阳本身就是一个巨大的无线电干扰源,此时卫星信号在接收过程中很容易存在太阳噪声,即“卫星日凌”现象,这一现象会导致信噪比出现逐步下降,直至卫星接收天线波束中心对准日轮的圆心时,日凌影响最为严重,接收载噪比最低,之后再逐步上升的变化情况。日凌现象显著削弱信号传输的稳定性,对于数字卫星广播来说,只要干扰引起的误码率达到一定数值,信号就会立即中断,很多数字卫星接收机一旦信号中断,就会“死机”,需要工作人员手动重启,因此日凌对数字卫星接收机的实际影响是比较大的。

1.3 转发器干扰

无论是外部因素的恶意干扰,还是交调干扰的出现,都会严重影响卫星信号的实际传输质量,继而影响到转发器的持续稳定运行。以交调干扰为例,其主要是指上行用户处于多载波作业状态,转发器的使用与运行存在异常情况,不符合规范化的标准运行要求,进而导致上行电平过高,超出了理论规定范围。此种情况一方面可能会直接影响或削弱转发器的互调特性,另一方面则会降低信号的传输质量,导致其难以被接收端有效接收。

若是广播电视卫星信号受到了恶意干扰,则可能是由于干扰方发射了功率过高的单载波信号,进而大幅削弱并降低了电视载波信噪比,那么接收端在无法对信号予以准确稳定接收的情况下,便会出现黑屏现象。观察与分析干扰方的作业特点可以发现,其主要是结合电视节目的具体信号参数,依托于非法节目,形成干扰公路,给转发器带来针对性地负面影响,以此用干扰方的信号替换正常信号。

1.4 接收系统干扰

卫星信号的实时接收过程会受到地面上干扰信号的影响,常见的包括微波、地面无线电视、电气设备发出的电磁波,以及雷达系统与调频广播等。观察与分析接收系统干扰特点可以发现,若是卫星下行信号与干扰信号的频率相同,那么电视广播正常接收卫星信号的过程就会受到信号下行链路的影响,导致误码率与接收载噪比大幅提升,信号的稳定性与质量水平便难以得到保障,严重时,卫星信号无法被接收端有效接收。接收设备的质量、参数、性能也会在一定程度上决定着对通信卫星信号的接收质量。

2. 广播电视通信卫星的抗干扰技术

2.1 卫星的抗干扰技术

将卫星抗干扰技术应用到广播电视通信卫星抗干扰中,可以选择适当缩小或限制卫星波束天线接收范围的方式,主要目的是避免接收区域范围过大,存在影响或干扰卫星信号的不利因素,有效排除外部环境中可能产生的干扰。将此种抗干扰方式落实到通信卫星信号传输的保护过程中,能够避免国内的卫星信号受到国外区域带来的干扰与不利影响。除此以外,参照广播电视通信信号传输的实际情况,添置适宜的点波束天线,无论是选用固定式,还是选用非固定式,均可以实现对天线覆盖范围外区域信号的稳定接收。最后,面对较为特殊的抗干扰情况,可以选择将天线波束形状加以适当改变的方法,因此对干扰源的发射地予以全面躲避。对重要的卫星通信信号予以加密处理,广播电视接收端对信号进行接收时,能够直接回避对未经过认证信号的接收。

2.2 卫星地球站监控系统的抗干扰技术

计算机技术的飞速发展为抗干扰技术的创新化应用提供了便利条件,在卫星地球站监控系统中应用抗干扰技术,成为一种愈发普遍的通信卫星信号抗干扰手段。应用在卫星地球站监控系统的关键技术主要是码流比对抗干扰技术。对卫星下行传输流、广播电视节目源进行对比,对信号传输的精准性进行深入分析,若是评估并判断出通信信号在传输过程中受到干扰或影响,则及时发出预警信息,是码流比对抗干扰技术的基本应用原理。这种抗干扰手段能够有效地控制干扰程度与影响范围,避免其进一步扩大,并切实提升上行效率。功率自动增益系统是一个收发闭环功率自动增益控制系统,将其应用到地球站的抗干扰作业中,能够实现对非法干扰信号的准确遏制,并结合信号传输质量受到外界因素的影响情况,自动稳定上行功率的输出。自动替代手动控制、依托于网络实现实时信息的传递,以此为卫星地球站的通信信号的安全传输提供有力保障。

在实践作业过程中,还可以引入对专用仪器设备的使用,用以提供可靠的辅助性作用。不同抗干扰技术手段的优势与劣势存在较大差异,要确保广播电视卫星通信抗干扰处理的实效性,还需立足于具体情况,科学选用适宜的技术手段。

2.3 转发器的抗干扰方式

阻碍或削弱恶意干扰、变调干扰对转发器正常运行带来不利影响,进一步提高通信卫星转发器在使用阶段的运行能力,可以在地球站上安置高增益发射天线,发射机功率高,因而可以被有效应用到对恶意干扰的应对与处理过程中,最大限度内提高上行效率。与此同时,还可以依托于转发器对信号的饱和作用,对外部干扰形成抑制,参照具体的信号传输需求,促使地球站大功率MCPC上行信号的大幅提升,也满足转发器对饱和点的要求。除此以外,为了确保信号的传输质量,应尽量选择优质卫星,以具有突出的抗干扰能力为宜,若是出现较为明显的干扰现象,则需将转发器及时关闭。科学管控上行效率,合理化控制转发器上行载波电平,也对提高转发器运行的稳定性具有积极作用。

2.4 空间与自然环境的抗干扰方式

分析并判断上行站发出信号的实际情况,在确定上行链路雨衰值的基础上,将发射功率适当提升,可以显著提高抗雨衰干扰的效果,其基本原理在于严格把控信号上行功率,确保晴天信噪比与下雨天气条件下的信噪比保持一致,也能够削弱雨衰现象对信号传输带来的负面影响。在雪季时节,应及时清理干净主反射面与天线馈源上的积雪,使用风机吹净即可,为通信信号的传输营造良好的外部环境。提高抗日凌干扰成效,关键在于对天线口径予以适当调整,优化接收端的灵敏性。

3. 结束语

将抗干扰技术应用到通信卫星信号传输的抗干扰处理中,要求与卫星信号的实际传输情况紧密结合,综合分析并判断干扰类型与产生原因,灵活运用卫星抗干扰技术、转发器抗干扰方式以及卫星地球站抗干扰系统等技术手段,优化广播电视通信卫星信号传输稳定性。

参考文献:

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