【VSAT卫星地球站电磁环境测试详解】卫星地球站
VSAT站址选择应符合有关国家标准(YD/T5028-2005《国内卫星通信小型地球站(VSAT)通信系统工程设计规范》)及ITU有关建议。其中有关电磁干扰方面应注意以下几点:
1、来自于地面微波系统的干扰
其工作频段和卫星频段相同,如站点设置不当会产生同频干扰。
2、来自于雷达站、电视台、移动通信、无线电定位及导航等站点发射机的同频、谐波及杂散发射干扰。
这些站点的工作频率基本和卫星使用频段不重合,但工作于卫星频段附近,其谐波及杂散信号可能落在VSAT站点接收频段内,以致形成干扰。
3、其它干扰
虽然实际情况并不十分严重,但也应注意站点附近的高压线、电气设备、火电装置等工业设备的干扰。另外,为防止个人私装卫星电视接收装置,有的地方部门擅自安装卫星电视信号干扰器,这也是新近出现的一种干扰形式。
目前我国VSAT系统普遍工作于C和Ku频段,其中C频段更易受到干扰。以下本文将以一个已建C频段地球站受到干扰进而现场电测为例做详细介绍。
准备工作
1、 卫星相关参数
● 卫星名称:中星5A(中卫一号)
● 卫星轨道位置:东经87.5° E
● 卫星下行频率:3700 ~ 4200 MHz
● 载波中心频率:3844.5 MHz
● 载波带宽:6 MHz
● 卫星下行等效全向辐射功率EIRPS:28.8 dBW/6MHz
● 卫星下行自由空间损耗FSLD:195.92 dB
● 接收端天线指向误差损耗LAM:0.5 dB
2、 地球站地理参数
● 站址:吉林省白城市xx站
● 经度:东经123.07° E
● 纬度:北纬44.81° N
3、 地球站技术参数
● 天线口径:3 米
● 天线接收增益:39.77 dBi
● 天线工作指向:方位角AZ:225.42°、俯仰角EL:27.55°
● LNB至接收机连接线缆损耗LL1:7.2 dB ( RG11 40米 )
4、 测试系统参数
4.1 测试设备
● 标准增益喇叭天线(3.3 ~ 4.9 GHz,增益20 dB)。喇叭长边平行于地面为垂直极化,短边平行于地面为水平极化。(或采用小型抛物面形天线,天线尺寸应根据被测系统对测量系统灵敏度的要求进行选择,天线的极化方式一般选线极化。)
● LNB,如下表所示。LNA输出频率虽然不需要变换、频谱也不翻转,但一般需单独供电,连接比较麻烦。故建议采用带高稳介质共振器DRO的LNB,如带锁相环PLL更好。
● LNB电源适配器。一般LNB的供电范围为+15 ~ +24VDC,设置为+18VDC较为合适,如采用卫星电视接收机馈电更为省事。
● 频谱仪——Rohde & Schwarz FSH8频谱分析仪。频率范围:9 KHz ~ 8 GHz;显示的平均噪声电平DANL(Display Average Noise Level):< –161 dBm,典型值:–165 dBm(带前置放大器,10 MHz ~ 2 GHz,RBW=1 Hz );分辨率带宽:100 Hz ~ 3 MHz。
● 隔直二功分器。电源端和LNB 的射频输出端口之间直通。
● 优质低损耗测试线缆(3根Belden RG6电缆,衰减LL2:0.75 dB/每根3米)
● 万用表
● 数码相机
4.2 测试频段
C-Band :3.4 ~ 4.2 GHz
4.3 测试系统连接图
测试系统连接图如图1所示。
4.4 注意事项
● 注意频谱仪输入测试端口的最大允许输入功率及直流电压,二功分器最好其中一路隔直流;
● 一般要求频谱仪DANL ≥ 130 dBm / 1Hz @ 1GHz;
● 测试应尽量选择在无风晴天;
● VSAT作为双向收发站点,在选址时还要特别注意其电磁辐射对周围环境的污染和危害。其近区功率密度应符合国家有关电磁辐射安全标准。
4.5 测试系统灵敏度
测试系统对微弱信号的检测能力称之为测试系统的灵敏度。频谱仪的灵敏度是指在指定带宽下,频谱仪所能测量最小信号的能力。实际上频谱仪的灵敏度就是其显示的平均噪声电平DANL。
频谱仪本身要有比待测信号更宽的测试能力,否则测不出小信号,只能显示出自身本底噪声。当前新型手持频谱仪的DANL普遍在-140 dBm/1Hz以下。一些老款频谱仪需注意其指标,如HP8566B为: -134 dBm(1 MHz ~ 2.5 GHz),HP8593E为:-142 dBm ( 400 KHz ~ 2.9 GHz )
通过下述计算,测试所选用的FSH8频谱仪满足要求。
5、 最大允许干扰电平计算
5.1 计算最大允许干扰电平的两种方法
地球站正常工作频段内受到来自地面微波等信号的干扰,应保持在允许电平值以下。最大允许干扰电平计算有两种方法:一是将接收正常数字载波所需的门限C/N值外加一定dB(C/N+12.2 dB(ITU-R S.741-2);C/N+10 dB(YD/T 1003-1999))作为保护,而后进行计算;二是对正常载波有用功率直接留取一定保护余量,即要求落入地球站接收机输入端的干扰信号电平要比正常接收信号低一定dB,如ITU WRC-2000规定的1区和3区下行链路等效保护余量,同频道信号为:21 dB (Radio Regulations 2008 Vol II AP30-126 );GB13615-2009《地球站电磁环境保护要求》为25 dB,即要求正常接收载波与干扰功率之比C/I ≥ 25 dB。
