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气象对广播电视卫星上行研究及实现

1雨衰的应对措施

由于雨衰影响的环节是的空间传输链路,所以采取应对措施也要从此环节下手。卫星广播电视传送系统的特点是接收个体众多,相关的频率、编码等参数是固定的。从目前情况看可采取的措施主要有以下几个方面。一是增加系统的功率余量,通过控制系统根据接收信号的误码率、信道功率、信标值的参数变化自动或手动调整上行功率。使系统可以应对雨衰造成的影响。这种方法一般情况下可以较好地应对雨衰,但对于特大暴雨等极端气象情况往往不能有效应对。二是采用异地上行的方式。这种方式可以非常有效地应对雨衰对卫星广播电视传送系统的影响。但这种方式需要在相距很远的异地建有备播系统。这种方式地面信号传送距离很远,相对成本较高,但这种方式除了可以解决雨衰的影响外还可以从根本上解决许多影响播出的问题。这种方式很可能在今后会广泛采用。

2降雪的影响及应对措施

2.1降雪的影响机理

降雪过程中空中的水呈固态。从实际情况看降雪过程中,空间链路对信号的影响可以忽略不计。但降雪时卫星广播电视传送系统往往会产生信号劣化甚至是完全中断。经过研究发现,降雪对系统的影响主要体现在对天线的天线面的几何形状造成了改变,从而改变了天线的聚焦点。另一方面由于在馈源膜上覆盖了一层厚厚的积雪,对信号产生了非常大的衰减。

2.2降雪的应对措施

降雪对卫星广播电视传送系统的影响主要体现在对天线的几何结构的改变,所以应对措施主要是及时清除天线面和馈源膜上的积雪。目前,清除馈源膜积雪的主要方法是采用热风吹出的方法。通过导管使热风及时吹掉馈源膜上的积雪,这种方法既经济又很有效,所以得到了广泛的应用。清除天线面上的积雪,目前使用方法较多。主要有水冲法和加热法。另外,为了能及时发现雨雪,尽量早地启动融雪装置,避免信号受到影响,最好配备雨雪报警装置,及早发现下雪或下雨。甚至将雨雪报警装置融合进除雪系统,能在下雪时自动启动除雪装置,更好地保护信号不受影响。

3日凌的影响及应对措施

对于赤道上空静止轨道运行的卫星来说,在日凌期间,当地面接收天线、卫星刚好和太阳、处在一条直线上时,太阳位于地球赤道上空时,太阳距离地球最近,其发出的电磁波对地球的辐射作用最为强烈,此时,太阳发出的强电磁波对卫星通信的干扰也最为强烈。干扰严重时,会造成卫星广播电视信号接收中断。这就是所谓的“日凌”现象。

3.1日凌的影响机理及特点

日凌一般只对接收系统产生较大的影响,而对上行系统的影响可以忽略不计。我国大部分地区日凌现象一般出现在春分和秋分前后。春分时,接收站的纬度越高(北),则日凌开始和结束的日期越早;秋分时相反,纬度越高,则日凌开始和结束的日期越晚。地球站的经度越往西,则每天日凌开始和结束的时间越早;经度越往东,则每天日凌开始和结束的时间越晚。地球站的日凌持续时间与其接收频率和天线口径大小有关。接收频率越高,天线3dB波束宽度越窄,则日凌持续时间越短。天线口径越大,3dB波束宽度越窄,则日凌持续时间越短。日凌现象对卫星广播电视传送系统主要是直接对卫星信号接收产生影响,对上行系统的影响主要体现在上行系统中与接收有关的监测和自动控制上。卫星上行系统为了保证传输质量,应对各种干扰,一般会接收其上行信号,对接收信号的功率、误码率等进行检测,根据监测情况系统自动进行相应的调整。由于日凌的影响会造成其控制系统进行错误的操作。

3.2日凌的影响的应对措施

日凌对卫星广播电视传送系统中信号接收的影响一般来说不能完全消除,但可以通过增大天线口径的方式来缩短日凌的影响。另一方面,对于重要的应用,可以采取异星接收的方式,错开日凌的影响时间,避免日凌的影响。对于上行系统可采取的主要措施是在日凌开始前停用各种自动控制系统,避免误操作造成传输信号的中断。因此,准确地检测日凌的发生和停止时间,及时停用和启用制动控制功能,可以缩短日凌的影响。对于日凌发生的报警可通过对太阳辐射强度的检测来实现。其工作原理是:利用一面天线,对准要检测的卫星,在其高频头处连接一块和其波导垂截面垂直的台面。在此台面上安装两个同型号的太阳辐射检测仪,一个自由地暴露在太阳下面,另一个在其接收头上套装一个遮光管。这样可以使遮光管指向卫星。当带有遮光管的辐射检测仪的辐射量达到自由照射辐射检测仪辐射量相近值时,日凌现象即将发生。通过调整遮光管的长短可调整灵敏度。也可以简单地通过调整作为门限值的两个检测仪辐射量比值大小来调节报警灵敏度。通过准确的日凌报警可以大大缩短日凌对上行系统的影响,及时提醒在日凌消失后立即启用系统的自动控制功能。

作者:孟钧 单位: 国家新闻出版广电总局呼和浩特地球站


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