影響衛(wèi)星廣播電視信號(hào)傳輸與接收的自然因素與防護(hù)措施

1、    影響衛(wèi)星廣播電視信號(hào)傳輸與接收的自然因素與防護(hù)措施    馬剛摘要：衛(wèi)星廣播電視信號(hào)在傳輸和接收的過程中會(huì)受到一些自然現(xiàn)象的影響。本文主要是對(duì)影響衛(wèi)星廣播電視信號(hào)傳輸與接收的自然因素進(jìn)行介紹，并提出相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施。關(guān)鍵詞：廣播電視 衛(wèi)星信號(hào) 自然因素 防護(hù)措施隨著無線電廣播的發(fā)展，衛(wèi)星廣播電視信號(hào)系統(tǒng)已經(jīng)成為主流的無線電傳輸方式之一。但與其他無線電廣播相比，衛(wèi)星廣播電視信號(hào)的傳輸和接收很容易受到自然因素的影響。為了保障衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)的正常工作，本文對(duì)可能造成的干擾因素進(jìn)行分析，并提出相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施。一、廣播電視衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)的構(gòu)成及其傳輸方式廣播電視

2、衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)主要由四部分組成，分別是接收站、空間段、地球站和同步衛(wèi)星組成。其中傳輸系統(tǒng)主要是由衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器和地球站兩部分組成。其中地球站是整個(gè)傳輸系統(tǒng)中的重要組成系統(tǒng)。地球站的主要作用是將基帶信號(hào)通過信道處理的方式，將信號(hào)進(jìn)行調(diào)制、變頻和放大，同時(shí)通過天線發(fā)送至衛(wèi)星。衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器將從地球站接到的下行載波信號(hào)，進(jìn)行變頻和放大后再發(fā)送到地面的接受裝置，以此實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星的廣播功能。二、影響廣播電視信號(hào)傳播和接收的自然因素（一）日凌現(xiàn)象對(duì)廣播信號(hào)的傳輸影響。日凌通常是指一種多發(fā)生于春分與秋分前后，由于強(qiáng)烈的太陽輻射造成通信裝置短暫中斷的一種自然現(xiàn)象。通信衛(wèi)星的軌道大多處于赤道上空。在每年的春分和秋分前后，太陽

3、的為位置正處于赤道上空。太陽與通信衛(wèi)星和地面衛(wèi)星信號(hào)接收裝置處于同一條直線上。強(qiáng)大的太陽電磁輻射會(huì)干擾衛(wèi)星下行信號(hào)。日凌的發(fā)生時(shí)間主要與接收站的地理位置有關(guān)，而其的持續(xù)的時(shí)間與天線的口徑和工作的頻率有關(guān)。（二）雨衰和暴風(fēng)雨對(duì)廣播電視信號(hào)接收和傳輸?shù)挠绊?。雨衰主要指的是電波進(jìn)入雨層中引起的衰減。它包括兩種衰減雨粒散射和雨粒吸收。雨衰的強(qiáng)弱與雨滴的半徑與波長的比值有著密切的關(guān)系，而降雨率的大小會(huì)直接影響雨滴半徑的大小。研究表明雨滴的半徑值在0.25厘米到0.3厘米之間。而c波段的電波通常在7.5cm左右，大約是雨滴半徑的30倍，降雨所產(chǎn)生的雨衰較小。在ku波段，波長在2.5cm左右，與雨滴的半徑相

4、差不大，因此降雨會(huì)對(duì)電波的影響比較明顯。（三）大氣不均對(duì)廣播電視信號(hào)的傳輸產(chǎn)生的影響。大氣的不均勻主要指的是對(duì)流層內(nèi)的氣體密度不均勻。氣體的密度受溫度的影響較大，越貼近地面，氣體的密度越大，越是遠(yuǎn)離地面，氣體的密度越小。但是受氣候條件的影響，大氣密度的分布規(guī)律也十分復(fù)雜，進(jìn)而導(dǎo)致氣體的折射率也存在分布不均的現(xiàn)象。最終會(huì)導(dǎo)致電磁波的衰弱。電波在傳播的過程中，會(huì)在大氣中發(fā)生折射現(xiàn)象，當(dāng)折射發(fā)生時(shí)，會(huì)有一部分電波被大氣所吸收，從而導(dǎo)致信號(hào)的快速衰弱，甚至?xí)?dǎo)致信號(hào)的中斷。（四）對(duì)流層的去極化效應(yīng)對(duì)廣播電視信號(hào)傳輸?shù)挠绊?。去極化效應(yīng)主要指的是無線電波在各向異性介質(zhì)中傳播時(shí)極化的改變。在對(duì)流層中發(fā)生的去

5、極化效應(yīng)多數(shù)是由冰晶或降雨所引起的。降雨對(duì)不同入射方向和不同極化方向的電波所產(chǎn)生的散射是不一樣的，所以當(dāng)電波進(jìn)入降雨區(qū)之后，就會(huì)產(chǎn)生一種交叉極化分量現(xiàn)象，改變?cè)械木€極化電波的極化方向：而原有的圓極化電波因?yàn)閷?duì)流層去極化效應(yīng)的影響，當(dāng)電波穿過降雨區(qū)以后圓極化電波就會(huì)變成橢圓極化電波。對(duì)流層的去極化效應(yīng)會(huì)引起交叉極化干擾，從而會(huì)影響廣播衛(wèi)星電視信號(hào)的復(fù)用率。（五）電離層對(duì)衛(wèi)星傳輸信號(hào)的影響。電離層相當(dāng)于一個(gè)等離子電層，當(dāng)電磁信號(hào)通過電離層時(shí)，會(huì)與電離層中的電子產(chǎn)生相互作用，當(dāng)衛(wèi)星廣播信號(hào)頻率在厘米波段時(shí)，電磁信號(hào)會(huì)在電離層中發(fā)生折射，改變?cè)械膫鞑シ较?。但電離層中的等離子密度并不是均勻的，其密度

6、會(huì)受緯度、高度和太陽活動(dòng)等因素的影響。由于電離層密度不均的影響，衛(wèi)星信號(hào)在電離層中傳播時(shí)，信號(hào)的強(qiáng)度會(huì)隨著電離層的密度變化產(chǎn)生快速波動(dòng)，產(chǎn)生電離層閃爍現(xiàn)象。此外，電離層會(huì)對(duì)線極化電波的極化方向發(fā)生法拉第旋轉(zhuǎn)效應(yīng)。對(duì)于廣播電視信號(hào)來說，在c波段中的影響較大，而ka和ku波段的影響可以忽略不計(jì)。三、解決衛(wèi)星傳輸干擾的應(yīng)對(duì)措施（一）降低日凌對(duì)于廣播電視信號(hào)影響的措施。日凌的是一種自然現(xiàn)象，人類很難進(jìn)行干擾，為了降低日凌對(duì)于廣播電視信號(hào)的接收和傳輸?shù)挠绊?，首先我們要清楚的知道日凌發(fā)生的確切時(shí)間，做好預(yù)防措施。其次我們要增加接收天線的口徑。再次，我們可以通過衛(wèi)星備份的方式，來預(yù)防日凌現(xiàn)象。衛(wèi)星備份指的是

7、發(fā)生兩個(gè)軌位不同的衛(wèi)星，利用他們轉(zhuǎn)播相同的信號(hào)，當(dāng)其中一顆衛(wèi)星遭到日凌時(shí)，可以通過信道轉(zhuǎn)換的方法，將信號(hào)傳輸?shù)搅硪活w衛(wèi)星上。最后，我們可以在日凌來之前切換調(diào)頻、光纜等其他信號(hào)源。（二）減少雨衰對(duì)廣播電視信號(hào)影響的措施。雨衰主要指的是信號(hào)在進(jìn)入降雨區(qū)所發(fā)生的信號(hào)中斷現(xiàn)象。為此我們可以采用更高級(jí)的衛(wèi)星接收裝置。為衛(wèi)星接收機(jī)安裝高質(zhì)的低門限和高頻頭。此外，我們可以適當(dāng)?shù)募娱Lku波段天線的尺寸，使得信號(hào)的接收裝置更加靈敏，降低因雨衰所產(chǎn)生的信號(hào)中斷現(xiàn)象。最后，我們要做好地面接收裝置的預(yù)防措施。在雨季來臨之前，要先為衛(wèi)星天線做好加固，防止天線偏移。在天線的反射板面打幾個(gè)小孔，避免天線表面出現(xiàn)積水，影響信號(hào)的接收。（三）降低大氣層對(duì)廣播電視信號(hào)傳輸產(chǎn)生影響的措施。大氣層主要包括較低的對(duì)流層和較高的電離層，為了降低大氣層對(duì)于衛(wèi)星信號(hào)的損害，首先，我們可以采用雙頻體制衛(wèi)星系統(tǒng)，充分利用兩個(gè)頻率上的測(cè)量差，進(jìn)而減小電離層對(duì)于衛(wèi)星信號(hào)的影響。與此同時(shí)，我們需要充分考慮到大氣對(duì)流層的復(fù)雜性，電波在大氣對(duì)流層中的折射率與濕度、溫度和壓力都有關(guān)。為了準(zhǔn)確的測(cè)量對(duì)流層對(duì)于衛(wèi)星信號(hào)的延遲和折射，我們可以利用對(duì)流層延遲模型，準(zhǔn)確的計(jì)算出接收裝置與信號(hào)之間的誤差，調(diào)整接收裝置的位置，保證信號(hào)的精準(zhǔn)接收。結(jié)束語：隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，衛(wèi)星導(dǎo)航、衛(wèi)星監(jiān)測(cè)和衛(wèi)星定位逐漸在我們生活中占有