现今社会无线电信号无处不在, 本网络公司的卫星电视信号多次受到不明信号的干扰, 使得电视节目无法正常接收, 造成不小负面影响, 现对可能存在的状况给予分析。
1 干扰情况分析
现就卫星信号的干扰问题进行分析, 找出问题所在及解决方法:
首先, 可能是人为进行非法干扰, 利用地面卫星信号干扰器进行干扰。地面卫星信号干扰器由发射机和喇叭天线组成, 发射机的外壳类似有线电视的干线放大器, 喇叭天线呈45#夹角, 面对需要干扰的区域, 采用扫频式(3. 7~ 4. 2 GHz)宽带脉冲定向扫描, 实施地面横向干扰, 使某一特定区域内的C 波段卫星接收天线失去接收能力或直接损毁降频器(我国法律规定: C 波段信号是地面微波通信和卫星通信国际上规定的通用信号资源, 是受保护的, 不论任何理由都不允许人为干扰)。
其次也不排除临近相关公司及科研机构做实验或开通业务所导致的干扰。地面卫星信号干扰器从干扰手段上, 可分为数字电视图像信号干扰和载波(或窄带)信号干扰。前者是采用非法图像干扰, 即采用和正常广播信号同样的数字形式, 使正常图像出现马赛克或黑屏, 干扰以功率占用为主, 即同向发射大功率同频信号, 对卫星接收通道在一定频率范围内实行功率占用, 使得干扰信号的场强远远大于正常卫星到达地面的信号场强, 达到干扰压制卫星信号接收的目的。
而后者分为同频干扰和非同频干扰, 对于同频干扰来讲, 干扰信号可使图像产生严重的马赛克或停顿现象,干扰严重时还会出现黑屏。对于非同频干扰, 由于卫星接收机的选频作用, 允许干扰电平大于信号电平, 但干扰电平大到使高频头进入饱和状态的话, 此时电视画面就会出现黑屏现象。不过卫星信号干扰器受距离和方位限制, 因为发送的干扰微波传播损耗与工作频率和传播距离有关, 所以在自由空间传播条件下, 距离越远, 干扰的能力也就越差, 对于3. 7 ~ 4. 2 GH z卫星信号干扰系统传输距离一般不超过3 km。另外目前的地面卫星信号干扰器一般是对C 波段信号实施干扰, 对Ku波段信号的干扰作用很小, 因为Ku波段工作频率太高, 所需器件昂贵, 制作调试难度大, 所以非常少见。
2 干扰方式分析
微波干扰为卫星接收的最大杀手, 一般最常出现在C 频段, Ku频段也有, 但是非常罕见。微波干扰可分为定频干扰及雷达全频干扰。
(1)定频干扰。
当卫星天线尚未对准前, 如从频谱分析仪中发现许多不属于卫星传送的信号, 且不管天线移到任何方向这些信号都会存在特定的频率, 这种称为定频干扰,这些干扰源通常来自电信局微波发射站、军方、无线电视台及有线电视台的非法传送SNG 微波信号, 一般干扰信号的场强可在C /N 0~ 40 dB范围, 如果卫星信号频率与干扰信号的频率有重叠, 则被重叠到的卫星信号频率内的卫星节目皆无法接收。
(2)雷达全频干扰。
雷达全频干扰就是整个卫星频段被雷达干扰, 此干扰在天线架设过程中很难从频谱分析仪中察觉到,但如果将频谱的SPAN 调大一点, 则可从波形中发现每6~ 12秒的周期中, 整个卫星频段的信号会瞬间高出C /N 1~ 3 dB, 随后又恢复原来的波形, 这种现象称为雷达全频干扰, 这些干扰源通常来自机场雷达及军方雷达, 此干扰对卫星的接收通常是数字信号比模拟信号影响来的大。模拟信号如被雷达波扫到, 节目画面出现许多不起眼的白点, 如不注意看是不容易察觉到, 如果数字信号被雷达波扫到, 则画面会完全停止2~ 3秒, 而这种现象会一直持续下去。
3 干扰的解决办法
对于以上的两种微波信号的干扰, 可通过下面的一些方法来克服或减弱其干扰。
(1)寻找屏蔽位置。
寻找干扰波不能干扰或干扰小的位置, 即干扰死角。干扰波和卫星波都是直线波, 行进途中遇到障碍物都会被反射, 但这两种电波的区别在于, 干扰波的场强大于卫星波数千万倍, 致使遇到障碍物及建筑物后会四处反射, 而卫星波如没有被天线所反射则易被地表所吸收。寻找屏蔽位置最简单的方法是降低天线高度, 利用四周自然物体避开周围的强微波干扰信号, 如放在院子中要比放在屋顶上效果好, 也可在地面上挖一个适当的深方坑, 深度可以根据情况自行掌握, 原则是越深越好, 但要注意天线前方(正南方向)不要被土遮挡, 将天线置于坑底要保证天线接收信号时不能被坑高遮挡, 还可将天线移至建筑物另一面, 利用建筑物来遮挡来自该方向的干扰源。
(2)安装防干扰装置。
卫星干扰信号是从地面来的, 而卫星信号来自天空, 只要把地面的卫星干扰信号屏蔽掉就好了, 用铁皮或者铁丝网给卫星天线做个围墙, 不挡住卫星信号但能挡住干扰信号, 即可避免干扰。判断出干扰波的来源方位, 在天线的一侧或多侧架设金属板(网)遮挡干扰波, 金属板(网) 架设高度需超过高频头, 且不能挡到卫星信号的行进路线。C 波段信号波长在71. 4~88. 2mm之间, 如果采用金属网屏蔽干扰波, 为防止干扰源漏进金属网, 网孔孔径应小于最短波长71. 4 mm的1 /4, 即小于17. 85 mm。干扰不太严重的话, 也可在天线的外沿, 垂直于锅口平面, 加一圈宽度为10~20 cm 的金属带, 当然金属带宽度越宽抗干扰性能也就越强, 不过一锅多星的天线不宜采用此法, 它会遮挡非垂直于锅面的卫星信号接收。
(3)选择短焦天线。
常用的正馈天线焦距口径比F /D 在0. 3~ 0. 4之间(注: F 表示天线抛物面的焦距, D 表示天线口面直径) , F /D > 0. 25, 属于长焦天线, 安装在焦点处的馈源位于天线口面之外, 其特点是焦距长、信号增益高, 但防微波干扰差, 我们可以采用短焦天线, 其F /D <0. 25, 由于馈源处于天线口面和反射面之间, 焦距短,抗干扰好, 不过信号增益略差。
(4)转星或换Ku头接收Ku波段信号。
如果所要接收的信号在其他卫星的C 波段上也能够接收到, 可转星接收, 改变接收天线的方向, 看看能否避开干扰波的干扰区域, 另外也可转星或换Ku头接收Ku波段信号来避免干扰, 这是最直接、最有效的方法。
(5)设置耗电单元。
可在卫星信号干扰器发射天线附近区域, 设置多个耗电单元, 来消弱干扰作用, 耗电单元可用粗漆包线绕成空心线圈(十余匝即可), 线圈两端连接手电筒用的小灯泡或发光管。
针对数次公司用卫星天线接收C 波段的电视节目受到干扰, 用频谱仪连接接收频率为C 波段范围的定向天线, 进行多点测向对信号干扰源检测。鉴于此种情况, 现用同行实例给予剖析: 在其受干扰较严重的区域选择用户楼顶相对较高的地点支起微波天线, 用频谱仪对周边电磁环境进行检测, 设置测量带宽为800MHz、中心频率为4. 0 GH z, 对出现的信号进行峰值搜索, 这时发现有一频率为3. 68~ 4. 22 GH z、电平值为27. 67 dBm的脉冲扫描信号(见图1)。
图1 MKR 为27. 67 dBm的频谱图
监测人员立即详细了解当地微波、雷达使用的频率及台站设置情况, 根据干扰现象和现场监测分析, 当监测人员改变俯仰角, 天线旋转至正对东南方向时, 获得的辐射场强最大, 达16. 50 dBm (见图2)。
图2 MKR 为16. 50 dBm的频谱图
根据上述测试情况, 就可以进行干扰源的准确定位及排查工作了。卫星频道受到干扰, 往往首先考虑是否为雷达、微波设备造成, 容易使查找干扰走入误区, 增加查找干扰的难度。通过这个事例, 我们认识到监测人员在查找干扰中必须深入调查, 认真分析测试结果, 不放过任何线索, 才能快速、准确地查找出干扰源,同时要加大对非法大功率无线电发射设备生产的打击力度, 加强无线电技术设施建设, 提高监测设备质量, 才能真正净化空中电磁环境, 维护良好的空中电波秩序。
